Micro:bit toverstaf! (Gemiddeld): 8 stappen

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

"Elke voldoende geavanceerde technologie is niet te onderscheiden van magie." (Arthur C. Clarke). Klopt ja dat is het! Waar wachten we nog op, laten we technologie gebruiken om ons eigen soort magie te creëren!!

Dit project maakt gebruik van twee micro:bit-microcontrollers, een huishoudelijke koelventilator en een paar kleine elektronische onderdelen om onze eigen magische toverstaf te maken. Ik heb ervoor gekozen om het Wingardium Leviosa-gebaar te gebruiken, maar je kunt dit project zeker aanpassen om andere spreuken uit te spreken!

Houd er rekening mee dat dit een tussenproject is omdat het om hoge spanning en stroom gaat. Gebruik de juiste veiligheidsprotocollen en zorg dat er altijd een andere volwassene in de buurt is.

Moeilijkheidsgraad: gemiddeld

Leestijd: 15 min

Bouwtijd: ~ 1 uur

Kosten: ~ $ 40

Benodigdheden

• Toverstok!

  Je kunt aangepaste toverstokken kopen of creatief worden en je eigen toverstokken maken

• Veer (om te zweven!)
• Handschoen (om de micro:bit wandcontroller te verbergen)

• Eén (1) huishoudelijke koelventilator (4A of minder)

  We passen de koelventilator niet aan, dus pak er een die je in huis hebt of leen er een van een favoriet mens

• Een (1) verlengsnoer

  We ZULLEN het verlengsnoer aanpassen, dus gebruik een extra die je niet nodig hebt of koop een goedkope

• Twee (2) micro:bits

• Twee (2) micro:bit-batterijpakketten en twee (2) AAA-batterijen

  Als je de micro:bit Go-bundel krijgt, wordt deze geleverd met een batterijpakket en batterijen:)

• Twee (2) microUSB-kabels

• Eén (1) printplaat

  De mijne is 2 cm x 8 cm, elke vergelijkbare of grotere PCB zal werken (maar gebruik zeker GEEN breadboard omdat deze de hoge stroom niet aankan)

• Eén (1) solid-state relais (JZC-11F)

  Geschikt voor 5Vdc input en 220/250 Vac en 5A output. U kunt een ander relais gebruiken, zolang het maar kan schakelen

• Eén (1) NPN-transistor
• Een (1) diode
• Eén (1) weerstand van 100 Ohm
• Drie (3) krokodillenklemmen
• Drie (3) jumperdraden, 22 Gauge
• Twee (2) jumperdraden, 14 gauge (minimaal 5A vermogen)
• Krimpkous (~ 4"/20cm)

Stap 1: Magie? Wat?! Hoe??

Een van mijn favoriete scènes uit het eerste Harry Potter-boek was wanneer Hermoine een veer laat zweven met de spreuk Wingardium Leviosa. Deze eenvoudige spreuk vat de essentie samen van waarom we van magie houden: dat we letterlijk met een beweging van onze pols en een paar keuzewoorden onmiddellijk verrassende (en indrukwekkende) dingen kunnen laten gebeuren.

Hoewel we niet precies dat soort magie hebben, hebben we wel technologie die soms wonderbaarlijk lijkt. Dus dat telt! Om mijn favoriete scène na te bootsen, wilde ik een veer laten zweven. Hoe kunnen we in het echte leven veren van ver verplaatsen? Met wind!!

Na het bouwen van een beginnersversie van dit project, was ik niet 100% tevreden. Ik wilde de wizardstatus op Hermione-niveau bereiken! Dus ontwierp ik een tweede versie die de stroom kan schakelen voor een grote huishoudelijke ventilator.

Deze versie maakt gebruik van een solid-state relais om wisselstroom te schakelen met een DC-trigger. Je kunt mijn ontwerp imiteren of, nog beter, je eigen ontwerp maken! Er zijn VEEL variaties voor dit project die je kunt maken met dit basisraamwerk, een spreuk vinden die je inspireert en deze tot leven brengen!

Deze tutorial laat je zien hoe je het volgende doet:

1. Schrijf een eenvoudige blok-gebaseerde code voor een micro:bit wandcontroller

2. Bouw een circuit om van stroom te wisselen voor een 12V, 4A huishoudelijke ventilator.

3. Schrijf een eenvoudige blokcode voor een magische ontvanger die wordt getriggerd met een radiosignaal (ook bekend als bluetooth)

Stap 2: Codeer het: Wandcontroller

Laten we beginnen met onze toverstaf! We gebruiken blokgebaseerde codering via de Make Code-website, maar als je ervaring hebt met coderen, kun je de micro:bit ook programmeren met micropython of C++ in je favoriete coderingsomgeving (bijv. Idle, Visual Studio Code, enz.).

Stap 1: Stel in het blok Aan Start het nummer van de radiogroep in. We gebruiken hetzelfde nummer voor de magische ontvanger micro:bit.

Stap 2: Bepaal hoe je wilt dat je toverstok actie activeert.

De micro:bit heeft een 3-assige versnellingsmeter, we zullen deze gebruiken om een bewegingstrigger in te stellen.

Snelle oplossing: gebruik het blok "on shake"!

Complexere, op gebaren gebaseerde oplossing:

Ontdek hoe de versnellingsmeter werkt door af te drukken naar de seriële poort met de blokken "Seriële schrijfwaarde" (onder het gedeelte Geavanceerd). Open de Arduino IDE seriële monitor om de micro:bit-uitvoer te observeren terwijl u gebaren maakt. Gebruik je waarnemingen om triggers in te stellen. (Code nr. 2)

Het voorbeeld in code nr. 2 is mijn poging tot een Wingardium Leviosa-gebaar: zwiep en tik! (naar beneden in de z-richting en links in de x-richting). Gebruik zoals het is of als startpunt voor je eigen favoriete magische gebaar!

Nuttige tips:

(1) Omdat microcontrollers informatie supersnel verwerken, geeft het pauzeblok ons de tijd om het eerste deel van het gebaar af te maken voordat de micro:bit het tweede deel controleert.

(2) Ik heb assenlabels op de micro:bit toegevoegd, zodat ik gemakkelijker kon achterhalen hoe ik de juiste beweging voor Wingardium Leviosa-spreuk kon krijgen - dit zeker aanbevelen!

Stap 3: Gebruik het gebaar om een radionummer te verzenden (of tekenreeks, wees gewoon consistent).

De blokken "radio send string" en "radio send number" zijn te vinden in de blokkenset "radio".

Stap 4: Download en bewaar de code op de micro:bit!

Stap 3: Bouw het: magische ontvanger! (1/2)

Pak je tweede micro:bit, je PCB, je soldeerbout en alle elektronische onderdelen!

Snel overzicht: we gebruiken de micro:bit 3.3V-voeding om de DC-zijde van het relais te activeren. Het circuit is voltooid wanneer de micro:bit P0-pin de NPN-transistor inschakelt. Stap 1: Soldeer het relais en de transistor op uw printplaat.

Stap 2: Soldeer de diode over de DC-voedingspinnen van het relais om de micro:bit te beschermen tegen zwerfspanning wanneer de relaisspoelen schakelen. De negatieve kant van de diode (grijze lijn) moet worden aangesloten op de positieve DC-stroom van het relais in pin.

Stap 3: Soldeer een jumperdraad aan de relais DC positieve power inpin. Sluit een krokodillenklem aan tussen deze draad en de micro:bit 3.3V-uitgang.

Stap 4: Soldeer nog een jumperdraad tussen relais DC power out (GND) pin en de transistorcollectorpin.

Stap 5: Soldeer de derde jumperdraad aan de emitterpen van de transistor. Sluit een krokodillenklem aan tussen deze draad en de micro:bit GND-pad.

Stap 6: Soldeer uw weerstand op de basispin van de transistor. Sluit een krokodillenklem aan tussen het andere uiteinde van de weerstand en de micro:bit P0-pad.

Stap 4: Bouw het: magische ontvanger! (2/2)

Stap 7: Verwijder 1/2 (2 cm) isolatie van de 14 gauge draad aan beide zijden. Soldeer een draad aan de relais NO (normaal open) pin en de andere draad aan de relais COM (of spoel 2) pin.

Stap 8: Knip het verlengsnoer slechts aan één kant door en verwijder ongeveer 2 cm isolatie van de zijkant van de afgeknipte draad.

Stap 9: Pak de 14 gauge draad en schuif een stuk krimpkous op elke draad.

Stap 10: Lijn het ene uiteinde van de 14 gauge draad uit met het ene uiteinde van de verlengsnoerdraad en draai het metaal vervolgens samen. Zet de krimpkous vast met je favoriet. warmtebron (bijv. aansteker, föhn, enz.). Herhaal dit voor de andere draden en de krimpkous.

Opmerking: de oriëntatie van de AC-draden maakt niet uit.

Stap 5: Codeer het: magische ontvanger

Tijd om onze magische ontvanger te coderen!

Stap 1: Stel Radio Group in op hetzelfde nummer als voor de Wand Controller. Stap 2: Trek een blok "op radio ontvangen" uit en stel het in op "ReceivedNumber" (of "ReceivedString" als je dat voor je Wand Controller hebt gebruikt).

Stap 3: Sleep een herhalingsblok naar het blok "op radio ontvangen" en schakel het om 2 - 4 keer te herhalen.

Stap 4: (Optioneel maar aanbevolen) Toon een pictogram op de micro:bit om u te laten weten of het de string heeft ontvangen.

Dit is super handig als/wanneer je aan het debuggen bent.

Stap 5: Schakel digitale pin 0 in! (ook bekend als "digitale schrijfpin P0" naar 1)

Dit blok is te vinden onder het blok "Pins" onder het tabblad Geavanceerd.

Stap 6: Pauzeer een paar seconden.

Ik heb gekozen voor 2 seconden, deze kun je houden of naar wens aanpassen.

Stap 7: Schakel Digital Pin 0 ("digitale schrijfpin P0" naar 0) en de micro:bit-weergave uit.

Stap 8 (Optioneel maar aanbevolen): voeg een back-uptrigger toe met behulp van micro:bit-knop A voor test- en foutopsporingsdoeleinden:)

Voila! Download de code op je Magical Receiver micro:bit en we zijn klaar voor de magische prop!

Stap 6: Test & Debug

En nu, voor ons favoriete onderdeel: testen!!

Zet je micro:bits aan (via batterij of microUSB), sluit het verlengsnoer aan en steek de ventilator in het verlengsnoer, en beweeg dan je wandcontroller om te controleren of de magische ontvanger de ventilator aanzet.

Als je klaar bent met testen, smeer je de magische ontvangerverbindingen in met hete lijm om ze op hun plaats te houden. Als je een ultrapermanente oplossing wilt, gebruik dan epoxy (waterdicht is een mooie bonus). Aanbevolen om de micro:bit niet met lijm te bedekken, zodat u deze voor toekomstige projecten kunt gebruiken.

Werkt het niet zoals verwacht?

1. Macht is het meest voorkomende probleem voor makers van alle ervaringsniveaus. Controleer nogmaals of alle dingen zijn aangesloten. Gebruik de snelle trigger van de micro:bit-controller om te testen of de ontvanger het pictogram "Gekregen bericht" toont.

2. Ventilator beweegt niet? Wanneer het relais schakelt, hoort u een hoorbare klik. Gebruik de snelle trigger van de micro:bit-controller en luister naar het geluid.

Ik merkte wel dat het micro:bit 2xAAA-batterijpakket onvoldoende vermogen had om het relais te activeren. Ik heb uiteindelijk alleen de microUSB-kabel gebruikt, maar een 3xAAA-batterijpakket zou ook moeten werken.

3. Gebruik een multimeter om de continuïteit van uw soldeerverbindingen te controleren en, indien nodig, de spanning over de relais-DC-spoelen te controleren.

Stap 7: Bouw je magische prop

Nu je je magische technische vaardigheden hebt getest en geoefend, ben je klaar om je magische prop te bouwen! Gebruik handschoenen om de micro:bit wandcontroller + batterij te verbergen.

Voor de magische ontvanger: waar wil je de veer neerzetten en hoe kun je de waaier verbergen?

Voor mijn demo heb ik de ventilator gewoon voor de camera verborgen (shhh niet vertellen!!), maar als je je magische optreden persoonlijk doet, kun je een behuizing bouwen om de ventilator te verbergen. Ik ontdekte dat het gaas van het raamscherm geweldig werkte om de onderdelen te verbergen terwijl er toch lucht doorheen kon stromen.

Wil je andere soorten magie doen? Je kunt verschillende soorten rekwisieten bouwen! Dezelfde opstelling werkt om elk AC-apparaat met een laag stroomverbruik, zoals luidsprekers of een scherm, in te schakelen! Zorg er wel voor dat de maximale stroomafname minder dan 5A is.

Stap 8: Ga door en wees magisch

Heck ja, tovenaarsniveau: gemiddeld !! Oefen je gebaar zodat je echt indruk kunt maken op alle mensen. En natuurlijk, leer anderen hoe ze deze technologische magie kunnen doen!

Laat een reactie achter als je hulp nodig hebt, vragen hebt of om te pronken met je creaties!

Veel plezier met het maken, vrienden!