Coronavirus EXTER-MI-NATION Với Micro: bit và Daleks: 4 bước (có Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Đây là dự án thứ hai trong chuỗi về bảo vệ chống virus corona khỏi TinkerGen. Bạn có thể tìm thấy bài viết đầu tiên ở đây. Chúng tôi tin chắc rằng với những nỗ lực chung của nhân loại, dịch bệnh hiện nay sẽ sớm chấm dứt. Nhưng ngay cả khi COVID-19 đã trôi qua, chúng ta vẫn nên cảnh giác và giữ những thói quen tốt mà chúng ta (hy vọng) đã phát triển trong thời gian khó khăn này. Bài viết trước đã tập trung vào việc sử dụng Micro: bit để chú ý hơn đến việc chúng ta chạm vào khuôn mặt một cách vô thức và bằng cách đó ngăn chặn sự lây lan của vi trùng. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thiết kế và chế tạo một vũ khí đơn giản nhưng mạnh mẽ chống lại vi khuẩn - một thiết bị nhỏ mà chúng ta có thể sử dụng để đo lượng thời gian chúng ta rửa tay.

Quân nhu

Bitmaker Lite

Ván ép 1/8 (3mm) cho trường hợp

Hai cột đồng đầu đơn M4 * 8 + 5 Hai đai ốc M4

Hai vít nắp đầu ổ cắm hình lục giác M4 * 8

Hai đinh tán nylon trắng R480

Hai cột nhôm đôi M2 * 15

Hai vít cơ khí M2 * 8

Bước 1: Lắp ráp trường hợp

Tải xuống tệp.dxf từ Thingverse, sau đó cắt chúng từ ván ép 1/8 (3mm). Hộp có thiết kế tự khóa, nhưng bạn có thể cần bôi một chút keo khi lắp ráp hộp. Sử dụng hai khẩu M4 * 8 + 5 cột đồng đầu đơn, hai đai ốc M4 và hai vít nắp đầu ổ cắm hình lục giác M4 * 8 để gắn Grove Ultrasonic Ranger vào thành trong của thùng máy. Ở phía đối diện của thùng máy, gắn servo với 2 cột nhôm đôi M2 * 15. Sử dụng hai vít răng cơ khí M2 * 8 để lắp cánh tay servo bằng nhựa vào mũi tên. Kết nối Ultrasonic Ranger và Servo với BitMaker Lite, sau đó cố định bên trong hộp bằng hai đinh tán nylon trắng R480. Gắn mũi tên vào servo và đặt cả hai đầu và nắp dưới trên. Việc lắp ráp đã hoàn thành, hãy viết mã ngay bây giờ!

Bước 2: Chương trình Makecode

Tôi đã tạo hai phiên bản mã cho dự án này: một phiên bản dễ hơn, được thực hiện bằng Microsoft Makecode, môi trường lập trình đồ họa và một phiên bản khó hơn, được viết bằng Micropython - một phiên bản cũng có giọng nói Dalek, được tổng hợp bằng mô-đun giọng nói Micro: bit. Chúng ta sẽ bắt đầu với một chương trình đơn giản hơn.

Trước khi bắt đầu viết mã, bạn cần thêm phần mở rộng BitMaker lite vào Makecode. Tham khảo cách làm tại đây.

Bên trong khối khởi động, chúng tôi xóa màn hình, đặt hai biến, start_time và stage thành 0, đặt góc servo thành 90 và đợi 500 ms trước khi chúng tôi bắt đầu mã vòng lặp chính. Logic mã bên trong vòng lặp chính khá đơn giản - trước hết, bất kể có phát hiện bàn tay hay không, nếu giai đoạn là 0, chúng tôi đặt servo thành 90 độ, đó là trạng thái mặc định.

Nếu chúng tôi phát hiện có một vật thể ở khoảng cách gần hơn 10 cm so với thiết bị của chúng tôi (chúng tôi sẽ giả định rằng đó là tay của người đó), thì chúng tôi thực hiện kiểm tra xem 1 giây đã trôi qua kể từ lần cuối cùng chúng tôi chuyển sang giai đoạn tiếp theo hay chưa. Thời gian 1 giây được đặt cho mục đích gỡ lỗi, thực tế nó được cho là gần 4 giây (theo khuyến nghị của CDC, thời lượng khá tốt để rửa tay là 20 giây, chúng tôi có 5 giai đoạn, vì vậy 20/5 = 4). Mỗi lần 1 giây trôi qua kể từ khi chúng tôi tiến đến một giai đoạn, nếu vẫn phát hiện thấy các kim ở gần thiết bị, chúng tôi sẽ chuyển sang giai đoạn tiếp theo, đặt lại bộ đếm thời gian và phát một giai điệu. Chúng tôi cũng đặt pin1 kỹ thuật số thành LOW, do đó, thế hệ PWM cho âm thanh sẽ không ảnh hưởng đến servo - nếu bạn không làm như vậy, bạn sẽ nhận thấy servo sẽ bắt đầu hoạt động điên cuồng khi nhạc đang phát. Đây là một hạn chế đã biết của Micro: bit.

Sau đó, đối với mỗi giai đoạn, chúng tôi đặt góc servo liên tiếp các khối if. Cuối cùng, nếu không có bàn tay nào được phát hiện (khoảng cách từ thiết bị lớn hơn 10 cm) và giai đoạn không phải là 0 - nghĩa là người dùng đã gián đoạn rửa tay sớm, chúng tôi sẽ phát âm thanh buồn và đặt giai đoạn trở về 0.

nếu bạn gặp sự cố với mã, bạn có thể tải xuống tệp.hex tại kho lưu trữ GitHub của chúng tôi cho dự án này.

Bước 3: Chương trình Micropython

Nếu bạn thích viết mã và muốn thử thách một chút, thì việc thực hiện dự án tương tự trong Micropython có thể thú vị hơn đối với bạn. Bên cạnh đó, phiên bản này là vui hơn!

Mã chính của phiên bản Micropython tuân theo cùng một logic. Một điểm khác biệt lớn ở đây là chúng tôi không thể sử dụng trực tiếp Ultrasonic Ranger hoặc Servo - không có mô-đun tiêu chuẩn nào trong phần mềm vi hành trình Micro: bit cho các mô-đun này. Vì vậy, chúng tôi sẽ đặt lớp Servo này trong mã của chúng tôi và sử dụng mã Grove Ultrasonic Ranger Python được sửa đổi một chút để đo khoảng cách. Một cách tốt hơn là tạo hai tệp.py độc lập và nhập chúng dưới dạng mô-đun - một cho lớp Servo, một cho Ultrasonic ranger. Nhưng chúng tôi sẽ giữ mọi thứ ở một nơi, vì mục đích đơn giản.

Sự khác biệt chính khác là sử dụng mô-đun giọng nói, cho phép chúng tôi tổng hợp giọng nói quen thuộc của Dalek:) Chúng tôi sử dụng các thông số từ tài liệu này cho mô-đun giọng nói để tạo ra giọng nói giống giọng nói của Dalek.

Truy cập kho lưu trữ GitHub của dự án này để tải xuống mã Micropython đầy đủ.

Bước 4: Biến nó thành của riêng bạn

Chúng tôi đã xây dựng một dự án hữu ích thú vị với tiện ích mở rộng Micro: bit và Bitmaker Lite, có thể vừa là dự án giáo dục thuần túy vừa thực sự có thể sử dụng trong phòng tắm hộ gia đình để nhắc nhở mọi người rửa tay kỹ hơn. Tất nhiên, việc thử nghiệm và cải tiến không dừng lại ở đây - bạn có thể nghĩ cách làm cho vỏ và thiết lập chắc chắn hơn và phù hợp hơn để sử dụng trong các trường học hoặc nhà trẻ công lập. Hoặc bạn có thể kết nối loa ngoài để tăng âm lượng.

Khả năng là vô tận và việc thực hiện ý tưởng của riêng bạn trong phần cứng và phần mềm là linh hồn của phong trào Maker. Nếu bạn nghĩ ra một số cách mới và thú vị để cải thiện dự án này, hãy chia sẻ trong phần bình luận bên dưới. Ngoài ra, Bitmaker Lite đi kèm với một khóa học trực tuyến mà bạn có thể truy cập tại nền tảng khóa học trực tuyến của TinkerGen, https://make2learn.tinkergen.com/ miễn phí!

Để biết thêm thông tin về Bitmaker Lite và các phần cứng khác dành cho các nhà sản xuất và nhà giáo dục STEM, hãy truy cập trang web của chúng tôi, https://tinkergen.com/ và đăng ký nhận bản tin của chúng tôi.