Piano Arduino đơn giản: 8 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:30

Hôm nay chúng ta sẽ tạo một cây đàn piano Arduino một quãng tám đơn giản, có thể là một điểm khởi đầu tuyệt vời cho các dự án khác. Dự án này sẽ giới thiệu các thành phần cơ bản và lập trình Arduino ở cấp trung học. Mặc dù mã đã được tạo sẵn, các cá nhân có thể thay đổi các ghi chú và bài hát đã được tạo sẵn trong chương trình.

Độ tuổi mục tiêu: lớp 9-12

Đối với giáo viên trung học / phụ huynh học sinh tại nhà, dự án này liên quan đến Tiêu chuẩn ITEEA về Kỹ thuật và Kỹ thuật.

Tiêu chuẩn 3: Tích hợp Kiến thức, Công nghệ và Thực hành

Công nghệ và kỹ thuật có tính liên ngành, liên quan đến nhiều lĩnh vực nội dung. Tác động và chịu tác động của Chuyển giao công nghệ với các lĩnh vực khác. Một ví dụ sử dụng tia X trong đào khảo cổ học, kính thiên văn để nhìn các vì sao, hoặc kính hiển vi để xem cuộc sống của vi sinh vật. Kiến thức và thực hành trong các lĩnh vực này tiến bộ và được nâng cao bởi các lĩnh vực và trường phái tư tưởng khác, tức là phép đo sinh học.

Dự án này kết hợp công nghệ và âm nhạc dưới dạng một "bàn phím" mà ai đó có thể chế tạo.

Thực hành 1: tư duy hệ thống:

Đối với thực hành một, nó thúc đẩy tư duy hệ thống, nơi người ta cần phải suy nghĩ. Một công cụ được đề cập trong phần này là mô hình hệ thống phổ quát, đó là: đầu vào, quá trình, đầu ra và phản hồi. Đầu vào xem xét những gì cần thiết để tạo ra công nghệ. Quá trình là cách công nghệ được tạo ra hoặc những gì cần thiết để nó hoạt động. Đầu ra là hiệu suất đầu tiên của công nghệ cho dù nó tốt hay xấu. Phản hồi đưa ra quy trình và kết quả đầu ra của sản phẩm và xem những gì có thể được cải thiện, chẳng hạn như ảnh hưởng đến người dùng, xã hội và môi trường.

Thực hành 3: làm và làm:

Làm và làm có thể xảy ra ở nhiều môi trường, cả không chính thức và chính thức. Chế tạo là hành động làm một việc gì đó trong khi đang làm được định nghĩa rộng rãi là sử dụng các quy trình thực hành liên quan đến thiết kế, xây dựng, vận hành và đánh giá các sản phẩm và hệ thống công nghệ. Đã có sự thay đổi từ việc sản xuất các đồ vật được thiết kế sẵn sang tập trung phát triển các kỹ năng công nghiệp sang tạo ra các giải pháp sáng tạo cho những thách thức thiết kế mở trong giáo dục công nghệ và kỹ thuật. Bằng cách sinh viên làm việc trên các giải pháp cho những thách thức thiết kế mở, nó kích thích sự phát triển của họ về tư duy và kỹ năng thiết kế bậc cao và tích hợp nội dung từ các ngành khác. Bằng cách sinh viên tham gia vào các hoạt động sản xuất và thực hành kết thúc mở, họ đang trải qua một quá trình tương tự như những gì các nhà khoa học, nhà công nghệ và kỹ sư. Nhiệm vụ của nhà giáo dục là dạy học sinh các biện pháp phòng ngừa an toàn. Với sự phong phú ngày càng tăng của các công cụ và tiêu chuẩn công nghiệp, việc có thể sử dụng các công cụ và vật liệu một cách an toàn là điều cần thiết trong việc phòng ngừa tai nạn. Việc chế tạo và thực hiện cũng yêu cầu sử dụng việc tạo ra các mô hình: khái niệm, toán học, đồ họa, vật lý và ảo. Những mô hình này đặt giáo dục công nghệ và kỹ thuật khác biệt với các môn học khác.

Dự án này bao gồm thực hành 3 Làm và Làm vì sinh viên có thể học cách sử dụng Arduino, xây dựng "bàn phím" này và có thể xây dựng từ dự án này. Thực hành 1 Tư duy Hệ thống được tham gia khi họ đang thực hiện bước tạo bàn phím.

Bối cảnh 1: Tính toán, Tự động hóa, Trí tuệ nhân tạo và Người máy

Bối cảnh có thể là các đơn vị trong một chương trình học dưới dạng các dự án, bài học, chuyến đi hoặc các hoạt động khác. Đối với ngữ cảnh 1, nó kết hợp, tính toán, tự động hóa, AI và robot.

Bối cảnh 5: Thông tin và Truyền thông

Bối cảnh này liên quan đến thông tin và sự giao tiếp có thể được thể hiện theo cách dữ liệu được chia sẻ hoặc các cách khác mà mọi người có thể giao tiếp như bản vẽ, hình ảnh, phương tiện, nội dung kỹ thuật số khác và có thể chia sẻ thông tin này.

Do khía cạnh lập trình của dự án này, nó liên quan đến ngữ cảnh 1 Tính toán, Tự động hóa, Trí tuệ nhân tạo và Người máy, và 5 Thông tin và Truyền thông. Mặc dù chương trình được cung cấp cho bạn, nó là một bước đệm tốt để xem chương trình hoạt động như thế nào và nó liên quan như thế nào đến mục vật lý.

Mục tiêu học tập:

Vào cuối phần này, sinh viên sẽ có hiểu biết cơ bản về cách thức hoạt động của Arduino.

Có thể nối dây Arduino.

Làm thế nào để thay đổi mã.

Cách tải mã lên.

Quân nhu

9 nút công tắc

9 điện trở 1000 ohm (các điện trở có kích thước khác nhau sẽ thay đổi cường độ dòng điện trong bảng mạch, ảnh hưởng đến âm thanh)

12 dây nhảy (có thể dài hoặc màu bất kỳ)

1 còi piezo

1 breadboard

1 Arduino Uno

1 Giá đỡ Arduino (tùy chọn không bắt buộc sẽ hoạt động nếu không có nó)

1 cáp USB

1 máy tính

Bước 1: Thêm các nút

Để bắt đầu, hãy định hướng breadboard như hình trên với vị trí của các chữ cái theo chiều dọc với số 1 ở trên. Đặt các nút trên breadboard cách đều nhau (ở đây tôi đã đặt hai khoảng trống ở giữa). Các nút phải nằm trên cầu nối giữa khoảng trống của breadboard. Nửa bên phải của bàn cờ là dương và nửa trái là mặt âm.

Các nút sẽ gửi đầu vào (gửi thông tin) sau khi chúng được nhấn vào Arduino.

Bước 2: Thêm điện trở

Thêm các điện trở vào phía dưới cùng của mỗi nút. Đây là mặt tiêu cực của nút. Các mặt khác của điện trở sẽ đi vào lỗ có ký hiệu - (âm) ở cùng hàng của nút.

Các điện trở gửi một dòng điện qua nút qua bảng.

Bước 3: Thêm Buzzer

Thêm bộ rung vào breadboard. Nên cách nhau cùng một khoảng trống như các nút. Cắm mặt đỏ vào mặt phải và mặt đen vào trái.

Bộ rung sẽ là thứ tạo ra âm thanh khi nó nhận được thông tin về nút từ Arduino.

Bước 4: Thêm dây Jumper

Thêm dây jumper vào phía bên phải của nút và nửa trên, đây là mặt tích cực. Mặt còn lại sẽ đi vào Arduino ở phía kỹ thuật số.

Bước 5: Cắm vào Arduino

Từ trên xuống dưới đặt chúng vào các cổng cho 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 và 10. Đối với bộ rung, hãy thêm một jumper vào bên màu đỏ và bên màu đen của bộ rung. Chúng sẽ đi vào cổng 11 và 13 tương ứng. Dây nhảy cuối cùng sẽ có một bên đi vào cổng nối đất và vào một lỗ ở phía biểu tượng - (âm) của bảng. Thứ tự của vấn đề cổng như thể bạn mở mã, nó đề cập đến các nút nhất định trong cổng được chỉ định. Cổng nối đất cũng giống như kết nối với một thứ gì đó với mặt đất trong mạch điện hoặc trong ô tô. Nó dùng để hạn chế điện áp đi qua Arduino và breadboard.

Bước 6: Tải xuống phần mềm (Bỏ qua nếu bạn đã có)

Nếu bạn chưa quen với Arduino, vui lòng nhấp vào liên kết bên dưới để tải xuống phần mềm sẽ được sử dụng cho chương trình này. Arduino hiện cũng có phiên bản trực tuyến cho nhu cầu viết mã của bạn nếu bạn không muốn tải xuống phần mềm.

www.arduino.cc/en/main/software

Bước 7: Tải lên chương trình

Tải xuống chương trình! Trong chương trình, một cá nhân có thể thay đổi các ghi chú và bài hát được tạo sẵn trong đó. Đã có nhận xét được thêm vào trong mã để giúp bạn hiểu rõ hơn và những gì có thể được thay đổi. Nếu bạn thay đổi bất kỳ điều gì, bạn sẽ cần đọc, tải nó xuống Arduino bằng cách vào dưới bản phác thảo và tải lên hoặc Ctrl + U. Chúc bạn vui vẻ và sáng tạo!

Suy nghĩ xa hơn:

Còn nhiều nút hơn thì sao?

Điều gì sẽ xảy ra nếu tôi muốn có hai hoặc nhiều bài hát cài sẵn?

Bước 8: Khắc phục sự cố

Nếu một số nút phản hồi và một số nút không kiểm tra như sau:

Tất cả các jumper được cắm vào tất cả các cách?

Các điện trở có nằm trong và chạm vào đáy của breadboard không?

Jumper có ở đúng vị trí của nút không? Còn điện trở thì sao?

Nếu bạn thay đổi mã:

Nó có diễn ra theo cách tôi muốn không?

Các nút / bộ rung có được đặt đúng cổng không?

Các ghi chú có đúng độ dài / cao độ mà tôi muốn không?