Membuat Timer Dapur Dengan MakerBit: 13 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Proyek ini mengeksplorasi cara kerja pengatur waktu dapur -- dengan membuatnya!

Dahulu kala, perangkat yang paling berguna adalah mekanis. Anak-anak dapat membongkar benda-benda untuk melihat bagian-bagian di dalamnya dan mempelajari bagaimana mereka bergerak.

Gadget elektronik modern seperti pengatur waktu dapur berbeda. Bagian-bagiannya terlalu kecil untuk dilihat, dan tidak bergerak. Ubah strategi. Alih-alih membongkarnya untuk melihat cara kerjanya, satukan!

Pelajaran ini memandu Anda melalui tiga bagian dasar pengatur waktu digital:

1. komponen,
2. koneksi,
3. kode.

Perangkat akan memiliki tombol untuk mengatur waktu dan memulai hitungan mundur.

Ini akan menampilkan waktu yang tersisa dan memberikan sinyal ketika hitungan mundur selesai.

Sinyal dapat berupa pesan di layar, lampu yang berkedip, atau media seperti lagu yang sudah direkam sebelumnya.

Bayangkan timer yang meniup panggilan terompet!

Siswa yang menyelesaikan semua kegiatan dalam proyek ini akan dapat melakukan beberapa hal.

• Merakit komponen elektronik menjadi perangkat interaktif.
• Tulis kode berbasis peristiwa untuk berinteraksi dengan input dan perintah pengguna.
• Tulis kode untuk mengukur waktu secara akurat.
• Tulis kode untuk mengubah tampilan dunia nyata berdasarkan perubahan waktu.
• Memasukkan perangkat media untuk menghasilkan suara berdasarkan perubahan waktu.
• Jelaskan bagaimana komputasi memungkinkan timer bekerja.

Langkah 1: Kumpulkan Komponen

Kit Pemula MakerBit+R dari 1010 Teknologi. Sebagian besar komponen yang Anda perlukan untuk proyek ini disediakan di Starter Kit. Mereka termasuk:

• Mikrokontroler BBC: bit mikro
• Platform pengembangan MakerBit+R
• Kabel USB untuk menghubungkan mikro:bit MakerBit ke komputer.
• Baterai 9 volt dan konektor baterai untuk MakerBit
• Titik sentuh, pemegang titik, dan LED, dengan kabel pita yang terhubung ke MakerBit
• Konektor Grove untuk layar LCD dan pemutar mp3. Konektor ini memiliki steker putih di satu ujung dan empat soket individu di ujung lainnya.

Barang tambahan.

Komponen berikut tidak disertakan dengan MakerBit Starter Kit tetapi dapat dibeli secara terpisah dari MakerBit.com, Amazon, dan banyak outlet lainnya.

Layar LCD yang bekerja dengan I2C, seperti ini.

Pemutar mp3 dan speaker opsional, seperti set ini.

Sebuah kotak karton kecil, atau sepotong karton.

Langkah 2: Buat Koneksi

MakerBit menyediakan koneksi untuk sejumlah komponen berbeda yang dapat dikontrol oleh kode Anda.

Setiap rangkaian Langkah berikut menjelaskan cara menghubungkan salah satu komponen ke MakerBit.

Ada juga foto untuk setiap komponen, yang menunjukkan cara menghubungkannya.

Temukan perangkat micro:bit dan MakerBit+R di Starter Kit. Colokkan micro:bit ke MakerBit seperti yang ditunjukkan pada foto.

Langkah 3: Layar LCD

Temukan soket I2C di MakerBit+R. Lihatlah dari dekat. Ini memiliki empat pin kecil. Mereka masing-masing memiliki label:

• GND,
• +5V,
• SDA, dan
• SCL.

Setiap pin harus terhubung ke pin pada layar LCD yang memiliki label yang sama.

Perhatikan bahwa pada LCD, pin yang sesuai dengan +5V mungkin diberi label VCC.

Dorong steker Grove putih ke soket I2C di MakerBit+R. Perhatikan warna kabel yang sejajar dengan pin GND. Biasanya berupa kabel hitam.

Dorong ujung kabel yang lain ke pin GND LCD.

Lakukan hal yang sama untuk tiga kabel yang tersisa.

Berhenti dan lihat koneksi sejenak. Pastikan setiap kabel berada di antara pasangan pin yang memiliki label yang sama.

Buat lubang di karton atau kotak Anda seukuran layar LCD. Pasang LCD di belakang karton (di dalam kotak) dengan pita isolasi listrik.

Langkah 4: Pemutar dan Pembicara MP3

Colokkan steker Grove ke soket Analog di MakerBit+R. Soket ini memiliki empat pin kecil berlabel GND, +3.3V, A1, dan A0. Dorong ujung kabel lainnya ke pemutar MP3 sehingga setiap kabel menghubungkan dua pin yang cocok dengan cara ini:

MakerBit MP3

GND GND

+3.3V VCC

A1 TX

A0 RX

Hubungkan speaker yang diperkuat ke pemutar MP3 menggunakan jack headphone. Kode Anda dapat menggunakan pemutar MP3 untuk memutar trek audio yang telah direkam sebelumnya saat hitungan mundur selesai.

Speaker yang disediakan oleh MakerBit.com memiliki baterai internal yang dapat diisi ulang dan tombol on-off. Periksa untuk memastikan baterai terisi daya dan sakelar menyala saat Anda ingin memutar lagu Anda.

Langkah 5: Sensor Sentuh

Lihat soket abu-abu muda di MakerBit+R. Ini berisi selusin pin berlabel T5 hingga T16.

Temukan kabel pita di Starter Kit yang memiliki bentuk steker abu-abu muda agar pas dengan soketnya. Kabel di ujung lain kabel pita memiliki soket terpisah, hitam atau putih.

Temukan kabel merah di sisi kabel yang paling dekat dengan sisi T5 soket.

Proyek ini menggunakan kabel merah dan empat kabel di sebelahnya: berwarna coklat, hitam, putih, dan abu-abu.

Temukan titik kontak dan pemegang titik di Starter Kit.

Dorong sensor sentuh ke dalam soket pada lima kabel yang Anda identifikasi di langkah sebelumnya.

Kabel dan sensor sentuh akan cocok dengan fungsi timer dengan cara ini:

Kabel merah = sensor T5 = Mulai/Hentikan pengatur waktu

Kabel coklat = sensor T6 = Tambahkan jam

Kabel hitam = sensor T7 = Tambahkan menit

Kabel putih = sensor T8 = Tambahkan detik

Kabel abu-abu = sensor T9 = Hapus timer

Sedikit karton dapat membantu memisahkan titik kontak dalam barisan yang rapi. Lebih baik lagi, pasang di kotak. Pemegang titik dapat membantu memegang titik kontak dengan erat. Anda mungkin perlu memangkas panjang pemegang titik jika karton Anda tebal. MakerBit.com menawarkan tutorial tentang pemasangan titik sentuh di tautan ini.

Setelah memasang sensor sentuh ke dalam kotak atau karton, beri label masing-masing dengan fungsi yang dijalankannya.

Proyek ini menggunakan titik sentuh sebagai sensor. Kode menyebutnya sensor sentuh. Titik sentuh dan sensor sentuh adalah dua nama untuk hal yang sama, jadi pelajaran ini akan menggunakan kedua nama tersebut.

Perangkat sebenarnya yang merasakan sentuhan dibangun ke dalam MakerBit. Titik kontak hanyalah pos anting-anting seperti yang dijual di toko perlengkapan kerajinan.

MakerBit merasakan ketika seseorang menyentuh titik kontak. Itu membuat anting berfungsi sebagai sensor. MakerBit memberi tahu kode Anda sensor mana yang disentuh. Ini disebut peristiwa sensor sentuh.

Kode dapat merespon peristiwa sensor sentuh dengan blok khusus, yang disebut pengendali peristiwa.

Saat Anda melihat contoh kode yang diberikan dengan pelajaran ini, lihat apakah Anda dapat mengenali event handler untuk event sentuh.

Langkah 6: LED

MakerBit+R Starter Kit menyediakan kabel pita dengan LED yang sudah terpasang. Ini sangat mudah digunakan.

Pilih kabel dengan LED merah.

Selanjutnya, cari soket hitam besar di MakerBit+R yang paling dekat dengan soket biru, Soket hitam ini memiliki pin berlabel P11 hingga P16.

Dorong steker hitam kabel pita ke dalam soket ini.

Periksa tepi kabel pita. Temukan sisi yang memiliki kabel cokelat di bagian luar.

Kawat coklat ini menuju ke LED yang dikendalikan oleh nomor pin P16. Kode Anda akan menggunakan LED ini untuk memberi sinyal saat hitungan mundur berakhir.

Buat lubang kecil di karton atau kotak Anda agar sesuai dengan LED. Dorong LED dari belakang lalu kencangkan dengan selotip.

Anda mungkin perlu mengupas sepasang kabel berwarna coklat+merah sedikit menjauh dari sisi kabel pita sampai Anda cukup mengendurkan kabel agar fleksibel.

Langkah 7: Baterai Eksternal

Siapkan baterai dan konektor baterai. Baterai dapat membuat pengatur waktu Anda portabel!

Anda dapat mencolokkan baterai 9 volt ke soket daya eksternal bundar di MakerBit untuk menyalakan timer saat tidak terhubung ke komputer Anda.

Layar LCD dan pemutar MP3 sebenarnya membutuhkan tegangan yang lebih tinggi yang disediakan oleh baterai.

Coba colokkan baterai untuk melihat apakah itu mengaktifkan lampu di MakerBit dan mikro:bit.

Langkah 8: Masukkan Timer ke dalam Kotak

Kotak kardus yang dirancang ulang dapat menjadi wadah yang bagus untuk pengatur waktu.

Mungkin perlu sedikit lem, beberapa kertas konstruksi, dan sedikit imajinasi.

Gambar menunjukkan segala sesuatu yang ditempatkan di dalam sebuah kotak.

Langkah 9: Pasang Panggilan Terompet di MP3 Player

Ada koleksi panggilan terompet Angkatan Darat yang sangat bagus yang tersedia online di tautan ini.

Penulis mengunduh file audio MP3 dari terompet yang memainkan "Mess Call", yang memberi tahu tentara bahwa makanan sudah siap. Sepertinya pilihan yang baik untuk pengatur waktu dapur.

Kit MP3 yang diilustrasikan untuk proyek ini tersedia sebagai pembelian opsional dari MakerBit.com. Kit ini mencakup pemutar MP3, kartu memori microSD, adaptor USB untuk kartu memori, pengeras suara yang diperkuat, dan kabel pengisi daya untuk pengeras suara.

Temukan kartu microSD dan masukkan ke adaptor USB. Colokkan ini ke komputer. Buat folder bernama "04". Itu nol-empat. Buka foldernya.

Simpan file MP3 yang Anda ingin timer putar di folder ini. Ubah nama file sehingga dimulai dengan angka 3 digit. Misalnya, "001_MessCall.mp3".

Keluarkan kartu memori dan adaptor dari komputer. Keluarkan kartu memori dari adaptor. Masukkan kartu ke pemutar MP3. Dorong ke dalam penerima sampai terkunci pada tempatnya dan tetap.

Kode untuk timer dapat memilih dan memutar file yang diinginkan berdasarkan nomor folder dan nomor file. Dalam contoh ini, itu akan menjadi folder #4 dan file #1.

Anda dapat memutar banyak file audio MP3 yang berbeda di pengatur waktu Anda dengan menyimpannya di kartu microSD dengan cara ini: dalam folder bernomor 2-digit yang memiliki nama file yang dimulai dengan angka 3-digit.

Langkah 10: Ambil Kodenya

Anda akan menggunakan MakeCode untuk mengambil kode dan memasukkannya ke dalam mikro:bit Anda.

MakeCode berbasis browser dan tersedia online secara gratis. Mereka mendesainnya khusus untuk mikro:bit. Ini bekerja dengan banyak browser web modern yang berjalan di ChromeBooks, Mac, Windows, dan bahkan beberapa komputer Linux.

Klik tautan ini untuk membuka MakeCode di browser Anda.

Kode sebenarnya untuk proyek ini akan dibawa secara otomatis untuk Anda kerjakan.

Layar Anda akan terlihat seperti gambar di bawah ini.

Langkah 11: Unggah Kode ke Mikro Anda: bit

Gambar di bawah ini memiliki nomor di sudut untuk memandu Anda melalui proses.

1. Hubungkan micro:bit ke komputer Anda dengan kabel USB.
2. Periksa sistem file komputer Anda untuk melihat bahwa MICROBIT muncul di daftar perangkat penyimpanan Anda. Foto dengan artikel ini adalah tampilannya di Chromebook.
3. Klik tombol Simpan di MakeCode. Foto menunjukkan panah yang menunjuk ke tombol.
4. Komputer Anda akan menanyakan di mana Anda ingin menyimpan program. Arahkan ke perangkat penyimpanan MICROBIT dan buka. Klik tombol Simpan.
5. Lampu pada mikro:bit akan berkedip dengan cepat saat kode diunggah. Pesan mungkin muncul di layar komputer Anda yang memberi tahu Anda tentang kemajuan. Saat pengunggahan selesai, keluarkan perangkat MICROBIT dari sistem file Anda. Kemudian cabut kabel USB.
6. Colokkan baterai ke MakerBit. Nikmati penghitung waktu Anda!

Omong-omong, Anda dapat memilih untuk menyimpan kode ke komputer Anda, lalu mengunggahnya dengan menyeret salinan file ke mikro:bit.

Keuntungan dari langkah ekstra ini adalah Anda dapat mengimpor file kode kembali ke MakeCode dari komputer Anda tetapi tidak dari mikro:bit.

Langkah 12: Pelajari Kode

Buka MakeCode di browser dengan kode Timer dimuat, seperti pada Langkah 10.

Tempatkan penunjuk tetikus komputer pada blok kode dan diamkan sebentar di sana.

Sebuah pesan kecil akan muncul memberikan informasi tentang blok tersebut.

Bisakah Anda mengikuti urutan acara? Petunjuk: itu dimulai di blok "saat mulai". Kemudian melompat ke blok bernama "clearTheTimer". Setelah itu melompat ke blok bernama "selamanya". Apa yang terjadi setelah itu?

Coba sentuh tombol pada pengatur waktu saat Anda mempelajari kodenya.

Bagian kode mana yang tampaknya aktif saat Anda menyentuh tombol? Mengapa? Bisakah Anda memprediksi apa yang akan dilakukan tombol, dengan melihat kodenya?

Belajar membaca adalah bagian penting dari belajar menulis. Siswa yang belajar menulis kode dapat memperoleh manfaat dengan membaca kode yang ditulis orang lain.

Cara yang baik untuk menguji pengetahuan Anda tentang pengkodean mungkin dengan mengubah sesuatu dalam kode untuk pengatur waktu Anda.

Memprediksi bagaimana perubahan Anda akan mempengaruhi cara kerja timer. Kemudian unggah kode yang diubah ke micro:bit dan lihat apa yang terjadi!

Anda mungkin akan membuat kesalahan. Itu tidak apa-apa. Semua orang melakukannya. Hampir setiap proyek pengkodean melewati fase yang disebut debugging, yang pada dasarnya berarti menemukan dan memperbaiki kesalahan.

Anda selalu dapat memulai dari awal dengan kode yang Anda tahu akan berhasil. Cukup klik tautan di Langkah 10 untuk mengunduh kode lagi.

Langkah 13: Pertanyaan yang Sering Diajukan

Mengapa kode dipisahkan menjadi beberapa bagian?

Setiap bagian hanya menangani satu tugas.

Kode untuk setiap tugas ditulis hanya satu kali.

Bagian memiliki nama deskriptif untuk membantu manusia membaca kode.

Timer mengaktifkan bagian kode dengan nama ketika perlu melakukan tugas yang dilakukan bagian kode. Ini dikenal sebagai "memanggil" "prosedur."

Bagaimana cara komputasi memungkinkan penghitung waktu bekerja?

Timer menggunakan perhitungan tiga cara yang berbeda.

Tambahkan waktu saat pengguna menyentuh titik kontak untuk menyetel pengatur waktu. Kurangi waktu setelah pengguna menyentuh titik kontak untuk memulai penghitung waktu. Ubah jumlah detik menjadi jam, menit, dan detik untuk ditampilkan. Prosedur "selamanya" menggunakan pengurangan untuk mengukur waktu dalam dua cara.

Periksa micro:bit untuk mengetahui kapan satu detik telah berlalu. Kurangi 1 dari hitungan mundur setelah setiap detik berlalu, hingga hitungan mundur mencapai nol. Prosedur “addSeconds” menggunakan penambahan untuk menambah hitungan mundur setelah pengguna menekan salah satu touchpin selama berjam-jam, menit, atau detik.

Prosedur "showTimeRemaining" menggunakan pembagian bilangan bulat untuk mengubah hitungan mundur menjadi tampilan waktu yang lebih mudah dipahami manusia.

Apa saja teknik pengkodean lain yang digunakan dalam kode?

Nama variabel deskriptif membantu manusia untuk memahami bagaimana kode mengelola fakta-fakta tertentu.

Variabel hanyalah sebuah nama yang dilampirkan pada fakta yang disimpan mikro:bit dalam memorinya.

Fakta memungkinkan pengatur waktu untuk melacak apa yang diinginkan pengguna.

Sebuah prosedur dapat mengubah nilai yang melekat pada variabel. Nilai baru dapat digunakan dalam prosedur yang berbeda.

Blok logika mengevaluasi fakta benar atau salah. Beginilah cara pengatur waktu dapat menentukan tindakan yang tepat berdasarkan fakta.

Fakta benar atau salah dapat merupakan hasil dari membandingkan dua angka. Apakah angkanya sama? Apakah satu angka lebih besar dari yang lain? Atau kurang?

Kode juga dapat melampirkan nilai sebenarnya dari benar atau salah ke suatu variabel.

Suatu prosedur dapat mengubah nilai variabel benar atau salah untuk mengubah cara kerja prosedur lain. Begitulah cara event handler T5 dalam kode ini mematikan alarm dalam prosedur bernama soundTheAlarm.

Blok logika bisa sederhana: jika nilai atau perbandingan benar, maka lakukan sesuatu; jika tidak, tidak melakukan apa-apa.

Blok logika bisa rumit: jika nilai atau perbandingan benar, maka lakukan satu hal; lain (artinya sebaliknya), melakukan hal yang berbeda.

Blok logika dapat memiliki blok logika lain "bersarang" di dalamnya.

Terkadang dibutuhkan serangkaian beberapa blok logika berturut-turut untuk mengevaluasi fakta dan memilih tindakan yang tepat.

Mengapa blok "selamanya" menggunakan angka 995?

Kode menggunakan 995 untuk mengetahui kapan satu detik waktu telah berlalu.

Micro:bit secara otomatis meningkatkan variabel bernama "running time" sekitar 1.000 kali per detik. Ini tidak persis 1.000, tapi dekat.

Eksperimen dengan mikro:bit aktual yang digunakan untuk membuat contoh ini menemukan bahwa rata-rata mendekati 995.

Kode ini sesuai dengan rata-rata yang diamati. Itu menunggu nilai waktu berjalan meningkat sebesar 995 sebelum memulai melalui blok logika untuk mengurangi satu detik dari hitungan mundur.

Bagaimana Anda merancang eksperimen untuk mengetahui seberapa cepat mikro:bit Anda memperbarui variabel waktu berjalan? Berapa lama Anda harus menjalankan eksperimen untuk merasa yakin dengan penemuan Anda?

Anda adalah insinyur pengatur waktu Anda. Ini berarti Anda adalah satu-satunya yang dapat memutuskan apakah mengubah 995 ke nilai yang berbeda akan membuat timer Anda lebih akurat.

Bagaimana pengatur waktu dapat dimodifikasi untuk melakukan sesuatu yang berbeda dengan hanya mengubah kodenya?

Menjaga komponen yang dirakit tetap sama, beberapa perubahan pada kode dapat mengubah timer menjadi produk yang berbeda.

Stopwatch

Sensor sentuh "Start-Stop" akan berfungsi seperti yang diharapkan. Sensor sentuh "Clear" juga akan.

Sensor sentuh selama berjam-jam, menit, dan detik tidak akan diperlukan.

Prosedur "selamanya" akan berubah menjadi hitungan ke atas, bukan ke bawah.

Modifikasi lanjutan adalah mengukur dan menampilkan waktu dengan penambahan 1/10 detik.

Jam Meja

Sensor sentuh "Start-Stop" akan bertindak sebagai tombol "Set".

Sensor sentuh selama berjam-jam, menit, dan detik akan bekerja seperti yang diharapkan tanpa perubahan apa pun.

Prosedur "selamanya" perlu dihitung ke atas, bukan ke bawah.

Juga, prosedur "selamanya" akan membutuhkan perhitungan untuk "berguling ke nol" pada tengah malam.

Sensor sentuh "Clear" tidak akan diperlukan. Namun, itu bisa diberikan fungsi baru.

Modifikasi lanjutan mungkin menggunakan sensor sentuh itu sebagai kontrol pemilihan mode. Beralih antara tampilan 24 jam bergaya militer dan tampilan konvensional 12 jam dengan pagi dan sore. ditambahkan ke tampilan.

Jam Alarm

Dalam hal ini, sensor sentuh "Hapus" dapat diubah menjadi kontrol "Alarm".

Lebih banyak variabel mungkin diperlukan untuk melacak fakta baru, seperti jam berapa membunyikan alarm, dan apakah pengguna telah mengaktifkan atau menonaktifkan alarm.

Akan menarik untuk melihat bagaimana siswa yang berbeda mungkin mendekati modifikasi ini dengan cara yang berbeda.

Kendalikan Dunia

Lebih banyak sensor dapat ditambahkan melalui MakerBit untuk memungkinkan jam mendeteksi peristiwa seperti gerakan, suara, atau pembukaan dan penutupan pintu.

Jam dapat memutuskan untuk membunyikan alarm jika peristiwa terdeteksi selama periode waktu tertentu.

Demikian pula, jam dapat digunakan untuk mengaktifkan atau menonaktifkan perangkat eksternal berdasarkan waktu. Salah satu contohnya adalah kunci pintu elektronik yang terhubung ke pin pada MakerBit.