Mizunguko ya Kichaa: Mfumo wa Mafunzo ya Umeme wa Chanzo cha Umeme: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Na BrownDogGadgetsBrownDogGadgets Fuata Zaidi na mwandishi:

Kuhusu: Nilikuwa nikifundisha sayansi ya shule ya kati, lakini sasa ninaendesha wavuti yangu ya sayansi ya elimu mkondoni. Ninatumia siku zangu kubuni miradi mpya ya wanafunzi na Watunga kuweka pamoja. Zaidi Kuhusu BrownDogGadgets »

Soko la elimu na nyumbani lina mafuriko na mifumo ya elektroniki ya 'ujifunzaji' iliyoundwa iliyoundwa kufundisha watoto na watu wazima dhana muhimu za STEM na STEAM. Bidhaa kama vile LittleBits au Snapcircuits zinaonekana kutawala kila mwongozo wa zawadi ya likizo au blogi ya mzazi kwa vinyago vya elimu. Walakini, mifumo hii kila wakati huja na bei kubwa iliyoambatanishwa na wengi huhisi kama vitu vya kuchezea kuliko zana za kujifunza.

Karibu miaka mitatu iliyopita tulianza kuunda mizunguko ya Crazy kama gharama ya chini, inayoweza kutumika tena, ya kawaida, isiyo ya kutengenezea, ya kufurahisha, ambayo inaweza kutumika kama zana halisi ya ujifunzaji. Tulitaka kitu ambacho wazazi na waalimu wangeweza kuunganishwa kwa urahisi na kits ambazo tayari walikuwa nazo au za bei rahisi mbali na vifaa vya rafu. Kitu cha kufurahishwa na Jumuiya ya Watengenezaji na vile vile mtu mzima wa wastani.

Mwishowe Mizunguko ya Crazy ilikuwa kila kitu tulitarajia na zaidi. Mfumo ulifanya kazi bila kasoro na mazingira yoyote ya LEGO, inaweza kutumika kwa urahisi na uzi wa kushona, na kupunguzwa kwa urahisi kutoka kwa mizunguko rahisi kupitia programu ya msingi. Ah, na ilikuwa ya kupendeza kutumia pia ambayo ilifanya maisha yetu yote iwe rahisi.

Katika haya andika tutakuonyesha jinsi tulivyounda vipengee vya Crazy Circuits, mtaala wetu, jinsi unavyoweza kutengeneza na kubuni sehemu zako mwenyewe, na njia ambazo Circuits Crazy hufanya kazi na mifumo mingine.

Ufichuaji kamili: Tunauza sehemu na vifaa vya Mizunguko ya Crazy, hata hivyo unaweza kutumia faili zetu za Chanzo Wazi kwa urahisi kupata bodi zako mwenyewe iliyoundwa au kubuni sehemu zako mwenyewe. Unaweza kutumia mfumo huu kwa kila aina ya vitu na kamwe usitutumie senti moja.

Toa Njia: Tunajaribu kitu kipya mnamo 2019. Tunatoa sehemu za bure na vifaa kwa watu (Wakazi wa Amerika tu) ambao hutufuata kwa maelekezo, facebook, instagram, na youtube. Uwezekano mkubwa tutakuwa tukitoa vifaa kadhaa kamili, sehemu zilizomalizika, na PCB tupu. Fuata tu au jiunge na tutaanza kutoa vitu.

Hatua ya 1: Falsafa Nyuma ya Mizunguko ya Mambo

Nilipokuwa mwalimu nilikuwa nimeudhika sana kwamba singeweza kumudu mifumo ya kifahari ya elektroniki kwa darasa langu, ingawa kila mkutano wa kufundisha au huduma ambayo nilihudhuria iliendelea kuwapendekeza. Sikuwa tu na bajeti ya kitita cha $ 100 ambacho kilikuja na sehemu tano na bora ningeweka wanafunzi watatu kwa dakika tano. Niliishia kufanya kile walimu wengi wa sayansi hufanya na kununua tu sehemu mbichi kutoka eBay na Amazon lakini hiyo ilinihitaji kufanya upangaji mpya wa masomo na kazi ya kubuni shughuli. Niligundua pia kwamba wanafunzi wangu wadogo walikuwa na wakati mgumu kufunika kichwa juu ya bodi za mkate.

Mwishowe niliweza kupata ufadhili wa kununua vifaa vya LittleBits vya kutumiwa na kilabu changu cha sayansi ya baada ya shule. Walikuwa wa kufurahisha kutumia (na kusema ukweli, kisima kilichowekwa pamoja), lakini nilipowauliza wanafunzi wangu wa shule ya kati kuelezea jinsi walivyofanya kazi nilipokea jibu langu linalopendwa la mwaka "Sijui, sumaku?". Hawa walikuwa watoto ambao walikuwa wakijenga mizunguko ngumu wiki kadhaa mapema, lakini LittleBits alikuja kama toy zaidi ya kitu kingine chochote.

Tulipoanza kujadili mfumo wa moduli tulitaka kuhakikisha kuwa wanafunzi walikuwa wanajua JINSI sehemu zilikuwa zinaingiliana na kisha kuweza kulinganisha sehemu za kawaida. Tulijua pia kwamba tunahitaji kitu sawa na ubao wa mkate, lakini ni rahisi kuzunguka vichwa vyao kuliko ubao halisi. Tulilazimika pia kuifanya iwe ya kufurahisha na ya kuvutia.

Changamoto kukubalika!

Hatua ya 2: Kwanini LEGO?

"loading =" wavivu"

Mwishowe tulilazimika kujua jinsi ya kuunganisha kila kitu pamoja. Tuliamua mara moja kuchukia wazo la waya na sehemu za alligator; iliondoa unyenyekevu wa kila kitu. Tulipenda kutumia mkanda wa conductive lakini mkanda wa shaba ulikuwa hauwezekani kutumia. Tungeweza kupata mkanda chini lakini haingeweza kurudi tena. Tulijaribu hata kutumia uzi lakini haikuwezekana kudhibiti. Baada ya masaa mengi kwenye Skype na kiwanda cha mkanda nchini China tulitengeneza Tape ya Kondomu inayotengeneza (Tape ya Utengenezaji) ambayo ilikuwa na nguvu ya kutosha kurudia tena, lakini isiyo na bei ya kutosha kushindana na mkanda wa kawaida wa shaba.

Shukrani kwa ukweli kwamba tulikuwa na PCB nyingi za jaribio na mashimo anuwai tofauti yaliyokaa kwenye semina yetu, tuliweza haraka kupata nafasi ya saizi ambayo ilituruhusu kufanya shinikizo linalofaa kutumia Tape ya Conductive Tape. Kwa njia hii wanafunzi walipaswa kumaliza mkanda wao mahali maalum: ilibidi wachukue muda na kubuni mzunguko wao. Kipengele hiki kilituruhusu kugeuza nyaya za Crazy kuwa zana ya kujifunza, sio tu toy.

Kutumia mkanda wa inchi 1/8 pia kulikuwa na faida ya kushangaza ya kuruhusu mizunguko miwili ya safu. Kawaida tungeweka mkanda juu ya TOP ya studio za LEGO, lakini mkanda wa inchi ya 1/8 pia ulifanya kazi kikamilifu kwa kwenda pia BAINA ya studio za LEGO. Watu wangeweza kutengeneza kila aina ya nyaya ngumu kutumia mkanda kwenye LEGO. (Ingawa ni ngumu sana. Ikiwa hakuna kitu kingine chochote iliruhusu wanafunzi 'kuruka' laini iliyopo na juhudi kidogo tu.)

Mfano wa msingi wa mzunguko unaweza kutumia swichi, mmiliki wa betri, na LED. Kwa sehemu zetu zote tulitumia uchunguzi wa hariri nyeupe kuteua nguzo za GND (Hasi) na upande wa rangi kuonyesha nguzo nzuri. Video hapo juu inanionyesha nikifanya mzunguko rahisi. Weka mkanda, shinikizo linafaa kwenye sehemu, ongeza nguvu.

Hatua ya 5: Thread Conductive

Wakati wa upimaji tuligundua kuwa uzi wa kufanya kazi ulifanya kazi vizuri na sehemu zetu. Inatokea kwamba mashimo makubwa yaliyopakwa shaba yalifanya kushona kwa urahisi kuwa rahisi. Baadhi ya wanaojaribu yangu walipendelea kushona na sehemu zetu badala ya kuzitumia na LEGO.

Ikiwa haujawahi kutumia Thread Conductive kabla ya kujaribu! Kwa kawaida ni uzi wa chuma / nylon ambao hufanya vizuri. Kushona mkono ni rahisi sana, na kushona sehemu sio ngumu zaidi kuliko kushona kitufe. Tumeenda hata kutengeneza mashati magumu ya kuingiliana kwa kutumia Arduino. Sehemu nzuri juu ya kushona kwa nguvu ni kwamba ikiwa unachukia mradi wako unaweza kuchukua sehemu hizo na kuzitumia kwa kitu kingine.

Shughuli yetu ya 'kwenda' kwa watoto ni kuwafanya watengeneze bangili ya kifungo kwa kutumia LED, mmiliki wa betri, na seti ya snaps. Vipande huenda mwisho wa bangili na hutumiwa kukamilisha mzunguko. Tumeweka pamoja PDF nzuri inayoweza kuchapishwa ikiwa mtu yeyote anataka kuitumia kwa semina au shughuli za nyumbani.

Hatua ya 6: Inks na Doughs zinazoendesha

Hapo mwanzo tulikuwa tumekufa tukifanya sehemu zetu zifanye kazi na wino zenye nguvu. Hii ilifanya kazi kwa sehemu tu.

Wino wa Kuendesha Bare

Wino huu unaofaa ni sawa na rangi ya puffy. Ni rahisi kupaka rangi juu ya uso wowote, ni ya bei rahisi, na inaweza kuosha maji kwa kusafisha rahisi. Ubaya ni kwamba grafiti haifanyi kazi sana na hufanya kama kontena kubwa kuliko kitu chochote. Hatukuwa na maswala yoyote ya kuiunganisha na Sehemu za Mizunguko ya Crazy kwani tunaweza kuwa na matone ya wino kavu juu ya PCB lakini tulikuwa na shida za kuzunguka kwa nguvu kwenye mzunguko salama.

Tulichokimaliza kuitumia ilikuwa rangi ya kugusa ya "alama ya kugusa" kwa bodi zetu za Arduino Teensy LC zinazoendana na Arduino. Tunatumia mkanda kutoka kwa PCB hadi kwenye matone ya rangi na kisha watu hugusa rangi. Hii inaruhusu kila aina ya stencils za kufurahisha, piano za ukuta, au miradi ya sanaa maingiliano.

Mzunguko Mwandishi

Wino huu unaofanya kazi hufanya kama kalamu ya gel tu, lakini huacha tu alama zilizo chini sana kwenye karatasi. Kinyume cha wino huu ni kwamba ufuatiliaji ni mzuri sana na hufanya kama kalamu halisi. Ubaya ni kwamba kalamu ni za bei ghali, hukauka, na lazima ubonyeze sehemu zako kwenye karatasi ili uwe na unganisho thabiti.

Hapo awali tulikuwa na sumaku maalum zilizoundwa ambazo zinafaa kupitia mashimo yetu ya LEGO. GitHub Repo yetu imejaa sehemu za urithi ambazo zinaitwa "sumaku inayofaa." Matokeo ya mwisho yaligongwa au kukosa na tukagundua kuwa sisi ni aina tu ya matoleo mabaya ya vifaa vya elektroniki ambavyo mwandishi wa mzunguko alikuwa tayari ametengeneza. Faida pekee ilikuwa kwa kutengeneza miradi mikubwa zaidi ya Arduino kwani Mzungumzaji wa Mzunguko haitoi bodi yoyote ya Arduino, lakini kuweka sumaku nyingi karibu ziliishia kusababisha shida zake.

Tuligundua pia kuwa chochote tunachofanya na wino huu tunaweza kufanya na mkanda mzuri zaidi.

Mzunguko wa squishy Unga - AKA Unga wa Kuendesha

Siku zote niliona hii kuwa zana bora ya kujifunza kwa kufundisha vifaa vya elektroniki vya msingi na wanafunzi wadogo. Kichwa cha unga ni kwamba inafurahisha sana, haswa na wakataji wa kuki. Ubaya wake ni kwamba hukauka (kama unga wowote) na pia ni sugu sana.

Sisi huwa tunatumia unga kwa njia ile ile tunayotumia Rangi ya Kuendesha Bare, kama Sehemu ya Kugusa ya miradi ya kugusa yenye uwezo. Inaongeza kipengee cha kufurahisha kwenye mchanganyiko. Isitoshe ukitengeneza donge kubwa la gorofa mwili wako utaitikia na mzunguko KABLA ya kuugusa. Wakati mwingine hadi inchi mbali. Daima ni raha kutazama watu wakijaribu na kujua kwanini inafanyika.

Hatua ya 7: Arduino, Raspberry Pi, Micro: Bit, na Bodi zisizo na waya

Kuangalia haraka GitHub Repo yetu na utaona kuwa tuna PCB nyingi kubwa iliyoundwa kufanya kazi na vidhibiti kadhaa maarufu. Moja ya malalamiko yetu makuu juu ya mfumo mwingi wa ujenzi ilikuwa / ni kwamba wanawashambulia watu watumie mfumo mzuri wa programu au wanakuruhusu tu utumie jukwaa moja. Pamoja na vifaa na programu zinazoendelea kubadilika kila wakati ilionekana kuwa ya kushangaza kufunga watu chini au kuwaacha watupe sehemu baada ya miaka kadhaa.

Chaguo dhahiri zaidi kuanza na Arduino Nano (ambayo ikawa Bodi yetu ya Roboti) kwa sababu ya saizi ndogo na kiwango cha bei. Hii ilikuwa kamili kwa anuwai ya miradi ya programu, kama vile athari za taa au kugeuza servos. Tuliamua pia kutoa toleo la tajiri zaidi la kutumia Lens ya Vijana, haswa kwa uwezo wa kugusa wenye uwezo. Teensy LC (Bodi ya Uvumbuzi) pia ina huduma nzuri za kuiga kibodi na haraka tukaunda watawala wa mchezo wa kufurahisha tukitumia. Mwaka jana tulifanya hata mtawala mkubwa wa LEGO NES na tukaiweka kwenye Maagizo.

Programu ni ya kufurahisha lakini sio kila mtu anataka kupitia shida. Tumeweka pamoja bodi iliyoundwa karibu na chip ya ATtiny85 iliyotanguliwa ambayo inazima tu blinks na kufifia. Toleo letu la uzalishaji linatumia sehemu za SMT, hata hivyo utapata toleo la shimo kwenye Repo yetu. Wanafaa kwa miradi midogo kama shati mbaya ya Krismasi au nyota zinazong'aa.

Jambo moja ambalo tumepuuza kufanya ni kupaka Raspberry yetu Pi Zero na Micro: Bodi za Bit. Kwa ujumla tunapenda Micro: Bit na jamii ambayo imeibuka karibu nayo. Kama kwa bodi yetu ya Raspberry Pi Zero… kwa kweli hatujui la kufanya nayo. Kwa umakini, mtu hufanya kitu cha kupendeza nayo na tutakutumia sehemu.

Tulikuwa pia na wazo wacky la kujaribu kuweka pamoja miradi mingine isiyo na waya. Sisi lakini pamoja bodi za Bodi ya Particle Photon, Bodi kadhaa za Manyoya ya Adafruit, na bodi ya kawaida ya NodeMCU. Tuliweka msingi wa muundo huo wa msingi kama Nano PCB yetu na safu ya vichwa vya pini nyuma.

Hatua ya 8: Mipango ya Baadaye?

Hivi sasa tuko katikati ya sehemu ya tatu ya utengenezaji wa sehemu na mauzo yetu mengi yanaenda shuleni, maktaba, na Nafasi za Watengenezaji. Tumepokea maoni mengi thabiti kutoka kwa watumiaji wa kila kizazi ambayo imetusaidia kubuni sehemu bora.

Mtaala

Moja ya maombi ya kawaida imekuwa kwa mtaala ulio tayari darasani. Kuunda miradi ni rahisi; kutengeneza wiki sita za rasilimali kwa wanafunzi na walimu ni ngumu zaidi. Mwisho wa Machi tutakuwa tukichapisha rasimu zetu za kwanza za mtaala kwenye wavuti yetu, bure kwa mtu yeyote kuitumia. Tutakuwa na nyimbo mbili, moja ya mzunguko wa msingi na moja ya programu ya msingi. Zote mbili zitazingatia sehemu zetu za Crazy Circuits, hata hivyo zinaweza kubadilishwa kwa urahisi ili zitumie sehemu za rafu.

Sehemu Zaidi za Uzalishaji

Tunachukua maombi ya sehemu mpya kwa sasa. Mchakato ni polepole lakini tunataka kuongeza vipande kadhaa vipya kwenye safu yetu ya baadaye mwaka huu. Tunatumahi kuwa tutaweza kutengeneza Potentiometers na Vipengele vya NeoPixel na kuanza kuziongeza kwenye vifaa vyetu. Tumebahatika kuwa na mashabiki wenye shauku ambao wamebuni vifaa vyao na kuzishiriki nasi, na tunatumai kuwa watu wengi watatenda baadaye.

Kujitolea kwa Chanzo Wazi

Inaweza kusikika kama tunampiga farasi aliyekufa, lakini tunapenda sana kuwa na vifaa vyetu kuwa Chanzo Wazi. Tutaendelea kuongeza kwenye rasilimali za mradi wetu, mtaala, na faili za muundo. Tunatumahi kuwa watumiaji wa kelele na mapema wanaweza kuanza kuunda sehemu zao au kuzirekebisha kwa miradi mipya.

Tuzo ya pili katika Mashindano ya PCB