Đo tốc độ gió với Mạch Micro: bit và Snap: 10 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Câu chuyện

Khi tôi và con gái đang làm việc trên một máy đo gió dự án thời tiết, chúng tôi quyết định kéo dài niềm vui bằng cách lập trình hấp dẫn.

Anemometer là gì?

Có lẽ bạn đang hỏi "máy đo gió" là gì. Đó là một thiết bị đo sức mạnh của gió. Tôi thường thấy nó ở sân bay, nhưng tôi chưa bao giờ biết nó được gọi như thế nào.

Chúng tôi lấy bộ Mạch Snap của mình ra và quyết định sử dụng động cơ từ bộ này. Chúng tôi đã sử dụng 2 que thủ công từ các nguồn cung cấp thủ công của chúng tôi cho các cánh tay của cánh quạt. Tôi dùng dùi đục một lỗ ở giữa mỗi cái. Chúng tôi đặt các que này lên trên que kia với một ít keo giữa chúng để cố định chúng tạo thành và chữ "X". Sau đó, chúng tôi cắt một cuộn giấy vệ sinh thành bốn miếng bằng nhau và cắt một lỗ trên mỗi cuộn bằng một con dao thủ công. Sau đó, chúng tôi chọc que qua các mảnh giấy vệ sinh và gắn cánh quạt của que thủ công vào động cơ.

Quân nhu

1. BBC Microbit
2. Snap: bit
3. Thử nghiệm Snap Circuits Jr.® 100
4. Gậy thủ công
5. Craft Roll (từ giấy vệ sinh)
6. Scratch Awl

Bước 1: Xem cách cấu tạo cánh quạt cho máy đo gió

Máy đo gió của chúng tôi mượn ý tưởng về cánh quạt cuộn giấy từ video trên.

Bước 2: Đục lỗ trên Gậy thủ công

• Lấy hai thanh thủ công.
• Tìm điểm giữa của mỗi que thủ công.
• Đục cẩn thận một lỗ bằng dùi ở giữa mỗi que thủ công. Lưu ý không để lỗ quá lỏng so với thanh cần làm quay động cơ.

Bước 3: Chọc Động cơ Mạch Snap trong Gậy Thủ công

• Chọc động cơ từ Bộ mạch Snap vào các lỗ trên que thủ công.
• Đặt các que vuông góc với nhau.

Bước 4: Cắt bỏ bốn cánh của chân vịt

• Lấy cuộn giấy và chia nó thành hai phần bằng nhau bằng bút chì.
• Cắt theo đường vẽ rồi cắt đôi từng miếng như trong hình.

Bước 5: Đặt cánh cuộn giấy trên que thủ công

• Dùng một con dao thủ công và cắt các khe trên mỗi cuộn giấy vừa đủ để chọc que thủ công vào bên trong.
• Đặt một cuộn giấy trên mỗi que thủ công.

Bước 6: Xây dựng Đề án

Sử dụng chương trình này.

Bước 7: Kết hợp nó lại với nhau

Chụp tất cả các phần tử như được hiển thị ở trên.

Mẹo:

Động cơ tạo ra điện khi trục quay về phía cực dương của động cơ. Nếu dấu (+) ở phía bên phải, trục phải quay theo chiều kim đồng hồ. Nếu dấu (+) ở bên trái, trục phải quay ngược chiều kim đồng hồ. Kiểm tra hướng quay của cánh quạt bằng cách thổi một ít không khí vào nó. Đảm bảo rằng nó xoay theo hướng chính xác. Nếu không, hãy điều chỉnh các mảnh cuộn giấy.

Bước 8: Mã

Đoạn mã trên đọc tín hiệu (tốc độ gió) nhận được trên chân P1 (chân mà động cơ được kết nối với) và hiển thị kết quả trên màn hình của micro: bit.

Bạn có thể tự tạo mã trong MakeCode Editor. Bạn sẽ tìm thấy khối "ghim đọc tương tự" trong phần Nâng cao> Ghim.

Khối "biểu đồ thanh âm mưu" nằm dưới phần Led. Ngoài ra, hãy mở dự án đã sẵn sàng tại đây.

Bước 9: Cách thức hoạt động

Dự án này tận dụng lợi thế của thực tế là động cơ có thể tạo ra điện.

Thông thường, chúng ta sử dụng điện năng để cung cấp năng lượng cho động cơ và tạo ra chuyển động quay. Điều này có thể xảy ra do một thứ gọi là từ tính. Dòng điện chạy trong dây dẫn có từ trường tương tự như từ trường của nam châm. Bên trong động cơ là một cuộn dây có nhiều vòng dây và một trục có gắn một nam châm nhỏ. Nếu một dòng điện đủ lớn chạy qua các vòng dây, nó sẽ tạo ra một từ trường đủ lớn để di chuyển nam châm, làm cho trục quay.

Điều thú vị là quá trình điện từ được mô tả ở trên cũng hoạt động ngược lại. Nếu chúng ta quay trục của động cơ bằng tay, nam châm quay gắn vào nó sẽ tạo ra dòng điện trong dây dẫn. Động cơ bây giờ là một máy phát điện!

Tất nhiên, chúng ta không thể quay trục rất nhanh, do đó dòng điện sinh ra là rất nhỏ. Nhưng nó đủ lớn để micro: bit có thể phát hiện và đo lường nó.

Bây giờ, hãy đóng Công tắc trượt (S1). Giá đỡ Pin (B1) cấp nguồn cho micro: bit qua chân 3V. Vòng lặp "mãi mãi" trong micro: bit bắt đầu thực thi. Trên mỗi lần lặp, nó đọc tín hiệu từ chân P1 và hiển thị trên màn hình LED.

Nếu bây giờ chúng ta thổi không khí vào máy đo gió, chúng ta sẽ quay Động cơ (M1) và tạo ra dòng điện, dòng điện này sẽ chạy đến chân P1.

Chức năng "chân đọc tương tự P1" trên micro: bit sẽ phát hiện dòng điện được tạo ra và dựa trên lượng dòng điện, sẽ trả về giá trị trong khoảng từ 0 đến 1023. Có lẽ giá trị sẽ thấp hơn 100.

Giá trị này được chuyển đến hàm "biểu đồ thanh biểu đồ", so sánh nó với giá trị tối đa 100 và làm sáng nhiều đèn LED trên màn hình micro: bit cũng như tỷ lệ giữa giá trị đọc và giá trị tối đa. Dòng điện lớn hơn được gửi đến chân P1, càng nhiều đèn LED trên màn hình sẽ sáng. Và đây là cách chúng tôi đo tốc độ của máy đo gió.

Bước 10: Vui chơi

Bây giờ, bạn đã hoàn thành dự án, hãy thổi cánh quạt và tận hưởng niềm vui. Đây là những đứa trẻ của tôi đang cố gắng ghi một kỷ lục về gió giật.