ScratchPaper: 10 Langkah (dengan Gambar)

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

Di Tinkering Studio kami telah membuat prototipe cara untuk memperkenalkan aspek elektronik dan pemrograman kepada orang-orang. Karena topik-topik ini dapat menakutkan bagi pemula, ini merupakan proses yang menyenangkan bagi kami untuk mencoba memikirkan cara-cara untuk menurunkan hambatan masuk.

Beberapa cara favorit kami untuk memperkenalkan siswa pada rangkaian dasar termasuk memasang komponen elektronik pada balok kayu dan memungkinkan siswa bereksperimen menghubungkannya dengan klip buaya. Kami juga telah terinspirasi oleh karya AIR Jie Qi yang telah mengembangkan lokakarya sirkuit kertas dengan pita tembaga, baterai sel koin, dan LED untuk membuat kreasi cahaya yang artistik.

Dalam hal pemrograman, kami telah bereksperimen selama beberapa tahun dengan aktivitas yang menggunakan Scratch atau bahasa pemrograman berbasis blok lainnya. Cara antarmuka ini memungkinkan orang untuk menarik, melepaskan, dan menghubungkan bagian-bagian program bersama-sama mendorong eksperimen dan iterasi.

Semua pengaruh ini telah mendorong kami untuk membuat aktivitas gabungan yang kami sebut 'ScratchPaper' untuk mengeksplorasi ide seputar sirkuit, arduino, dan pemrograman visual.

Seringkali kita melihat workshop pemrograman dan arduino yang terlihat rumit dan tidak begitu mengundang peserta pemula. Untuk lokakarya ini, kami membuat kartu contoh yang menyenangkan dan penuh warna dengan LED gumdrop tunggal, sakelar dan sensor yang telah dibuat sebelumnya, dan lampu RGB untuk mengomunikasikan sikap menyenangkan ini. Kami telah menemukan bahwa penambahan elemen aneh serta kombinasi bahan berteknologi tinggi dan rendah dapat memberikan undangan yang lebih terbuka untuk bergabung dalam eksplorasi topik ini. Kami menggunakan scratchx, ekstensi eksperimental untuk bahasa pemrograman Scratch yang menambahkan blok untuk memungkinkan Anda mengontrol arduino.

Dalam panduan ini Anda dapat mempelajari cara membuat komponen untuk aktivitas, mendapatkan beberapa contoh sketsa untuk dikerjakan, dan membaca tentang beberapa cara agar bahan, lingkungan, dan fasilitasi dapat mendukung eksplorasi.

Langkah 1: Kumpulkan Bahan-Bahan Ini

Untuk Blok Arduino

Arduino UNO -

Kabel USB -

Kawat inti padat -

paku tembaga

# 4 sekrup penyadapan kepala tombol

Sepotong papan kayu 1x6

Untuk Komponen Sirkuit Kertas

Pita Tembaga -

Kertas karton berwarna

Resistor 10k -

Sensor cahaya -

Sensor FSR -

LED 10mm -

10mm Common Cathode RGB LED -

Pager motor -

Klip buaya

Pensil

Alat Bermanfaat

Bor Tangan dengan mata bor kecil

Obeng

Palu

Blok pengamplasan

Gunting

Lem stik

Solder Besi

Kacamata pelindung

Langkah 2: Bangun Blok Arduino

Pertama, pasang papan Arduino UNO pada balok kayu dengan pin papan terhubung ke paku tembaga, dengan cara yang mirip dengan set papan sirkuit kami untuk eksplorasi listrik. Ini memungkinkan Anda untuk menghubungkan komponen ke papan dengan klip buaya yang memungkinkan untuk iterasi dan pengujian.

Paku tembaga yang terhubung ke beberapa pin membatasi ruang masalah tetapi bagi kami masih terasa seperti cara otentik untuk menghadirkan papan arduino tanpa bergantung pada pelindung tambahan atau bagian yang tidak biasa.

1. Potong blok 1x6 menjadi potongan 4 inci dan amplas tepinya

2. Tempatkan papan Arduino UNO di tengah blok, tandai lubang untuk sekrup dengan pensil, dan bor lubang di tempat-tempat itu.

3. Pasang arduino di tempatnya

4. Tandai lima titik di sisi kanan (sisi pin digital) dan tiga titik di sebelah kiri. Bor lubang pilot dan pon di paku tembaga

5. Gunakan kabel inti padat untuk menghubungkan soket pin digital arduino ke paku tembaga. Kami menggunakan nomor pin 11, 9, 6, 5, dan 3 karena itu adalah pin PWM yang memungkinkan kami untuk mengubah kecerahan dengan menghidupkan dan mematikan pin pada tingkat yang sangat tinggi.

6. Di sisi kiri hubungkan pin 5V ke paku untuk positif, pin GND ke paku untuk negatif, dan pin analog A0 untuk sensor. Anda dapat menggunakan kabel merah untuk positif, hitam untuk negatif jika Anda mau, tetapi itu tidak perlu.

7. Kami menggunakan cap dan sharpie untuk memberi label paku ke pin yang sesuai. Jika Anda tidak memiliki alat ini, Anda mungkin ingin memikirkan cara lain untuk melacak pin.

Langkah 3: Bangun Komponen - LED

Sekarang saatnya membuat komponen rangkaian kertas yang akan dikendalikan oleh pemrograman arduino dan scratchx.

Untuk satu LED

1. Potong karton berwarna berukuran 2 inci x 2 inci

2. Potong dua potongan kecil pita tembaga dan tempelkan ke kotak, sisakan ruang untuk LED.

3. Tempatkan dua ujung LED pada pita tembaga dan solder ke bawah. Jika Anda tidak memiliki besi solder, Anda bisa menggunakan selotip untuk menempelkan ujungnya ke selotip meskipun tidak akan seaman. Tandai sisi (+) dan (-) dengan pensil pada kertas berwarna.

Untuk LED RGB

1. Potong selembar karton putih berukuran 3 inci x 3 inci

2. Gunakan LED RGB katoda umum dan uji kabel mana yang sesuai dengan warna mana. Anda dapat menandainya dengan sharpies berwarna untuk melacak.

3. Tempelkan tiga potongan kecil pita tembaga ke satu sisi kertas dan satu bagian di tengah ke sisi lainnya. Hubungkan tiga ujung positif LED (untuk warna yang berbeda) ke pita tembaga di satu sisi dan ujung negatif ke sisi lain. Solder atau rekatkan pada tempatnya dan tandai sisi (-) dan tiga warna berbeda.

Untuk LED R, G, dan B

1. Potong selembar kertas berwarna persegi panjang berukuran 2 inci x 3 inci

2. Pasang satu strip di sisi kertas untuk sisi negatif LED. Tempatkan tiga strip pita tembaga di sisi lain.

3. Letakkan LED merah, hijau, dan biru di atas kertas dengan kabel negatif di sisi bersama dan kabel positif di sisi masing-masing. Gunakan pensil untuk menandai sisi (+) dan (-).

Langkah 4: Bangun Komponen - Sakelar

Langkah selanjutnya adalah membuat sakelar hidup/mati untuk memicu berbagai program di proyek Anda. Ini dapat mengambil banyak bentuk berbeda menggunakan lipatan atau pop-up, jadi bereksperimenlah dengan mencoba desain yang berbeda.

1. Setiap sakelar membutuhkan tiga titik lampiran ke papan arduino. Satu ke positif, satu ke negatif, dan satu ke pin input digital. Tempatkan tiga potong pita tembaga ke bawah, satu untuk masing-masing lead ini.

2. Tempatkan resistor 10k di antara potongan pita tembaga yang akan terhubung ke pin negatif dan digital. Solder resistor pada tempatnya.

3. Temukan cara untuk menempelkan potongan pita tembaga lain yang dapat dipindahkan untuk membuat sambungan antara ujung pin positif dan pin digital. Ini bisa berupa potongan pop-up yang dipotong, persegi dengan pegas kertas terlipat atau sakelar lipat sederhana.

Langkah 5: Bangun Komponen - Sensor

Sebuah sensor dapat mendeteksi peristiwa atau perubahan di lingkungannya. Saat terhubung, pin A0 arduino dapat membaca nilai sensor dan membiarkan Anda menggunakannya dalam proyek Anda. Sejauh ini kami telah menguji sensor cahaya dan sensor tekanan dengan kertas gores, tetapi Anda dapat mencoba berbagai jenis sensor yang mengukur suara, warna, atau konduktivitas.

1. Masing-masing sensor membutuhkan tiga titik lampiran ke papan arduino pada pin input positif, negatif, dan analog. Tempatkan tiga potong pita tembaga ke bawah untuk masing-masing lead ini.

2. Tempatkan resistor 10k antara negatif dan ujung pita tembaga pin digital. Solder resistor pada tempatnya.

3. Pasang sensor cahaya atau sensor tekanan antara positif dan analog pada kabel pita tembaga.

Langkah 6: Monster Kertas

Salah satu cara yang menyenangkan untuk menggabungkan beberapa keceriaan dan imajinasi ke dalam set materi adalah dengan membuat beberapa monster kertas dengan mata googly yang dapat diprogram untuk bergoyang dengan motor yang bergetar.

1 Potong dua kotak kertas berwarna berukuran 2x2. Potong bentuk monster yang menarik dan pasang mata googly di tempat yang sesuai.

2 Tempelkan pita tembaga ke kotak dasar dan monster di bidang yang sama.

3. Solder kabel ke motor pager ke dua potong selotip di wajah monster dan solder ujungnya di tempatnya. Tempelkan motor ke kertas.

4. Potong persegi panjang dari stok kartu berwarna yang sama dan lipat menjadi dua. Gunakan potongan berbentuk L sebagai penopang dan gunakan lem untuk menyambungkan kedua bagian tersebut.

5. Solder dua potong pita tembaga menjadi satu.

Langkah 7: Siapkan Scratchx dan Arduino

Kami telah menggunakan scratchx, ekstensi eksperimental ke bahasa pemrograman awal untuk mengontrol sirkuit kertas dengan arduino. Ada banyak bahasa pemrograman berbasis blok lain yang dapat Anda uji seperti Ardublocks, Mblock, S4A, dan lainnya. Instruksi ini akan fokus pada scratchx, tetapi Anda dapat menguji format lain.

Informasi ini telah dipinjam dari panduan memulai Kreg Hanning untuk scratchx, Anda mungkin ingin mengklik ke situsnya untuk instruksi dan tangkapan layar yang lebih rinci (https://khanning.github.io/scratch-arduino-extension/index.html)

Unggah firmware StandardFirmata ke Arduino

1. Jika Anda belum melakukannya, unduh dan instal perangkat lunak Arduino dari
2. Hubungkan papan Arduino ke port USB komputer Anda
3. Luncurkan perangkat lunak Arduino
4. Buka File > Contoh > Firma > Firma Standar
5. Pilih papan Arduino Anda dari menu Tools > Board
6. Pilih port serial Anda dari menu Tools > Port. Di Mac, ini seperti /dev/tty.usbmodem-1511. Di Windows, ini mungkin port COM dengan angka tertinggi. (Atau cabut Arduino, periksa menu, lalu pasang kembali Arduino Anda dan lihat port baru apa yang muncul.)
7. Klik tombol unggah

Instal Plugin Browser Scratch Extensions

1. Anda harus menggunakan browser web Firefox agar ekstensi ini berfungsi
2. Unduh dan instal Plugin Peramban Ekstensi Scratch untuk "peramban web lain"

Muat ekstensi Arduino di ScratchX

Luncurkan ekstensi dengan membuka URL berikut:

scratchx.org/?url=https://khanning.github.i…

Anda mungkin melihat pesan lain, "Izinkan scratchx.org menjalankan plugin?". Atur Adobe Flash dan Scratch Device ke "Allow and Remember" dan klik oke.

Saat Anda melihat lampu indikator di tab "More Blocks" berubah menjadi hijau, Anda siap untuk mulai menggunakan ekstensi!

Langkah 8: Beberapa Contoh Sketsa

Anda mungkin ingin memulai eksperimen Anda dengan scratchx, kertas, sirkuit dan arduino dengan beberapa contoh sketsa yang kami buat dengan kode sampel yang membuat lampu berkedip, sakelar yang menyalakan dan mematikan LED, dan sensor cahaya yang dapat mengontrol kecerahan dari sebuah cahaya.

Buka menu file dan buka program contoh. Setelah lampu hijau di layar untuk arduino terhubung, Anda dapat menghubungkan komponen rangkaian kertas ke arduino menggunakan klip aligator seperti yang ditunjukkan pada gambar latar belakang.

Ketika Anda mulai membangun program Anda sendiri, Anda dapat mulai dengan program papan kosong. Saat mengerjakan program awal untuk arduino, Anda harus mengatur program di bawah 'hat block' yang mengatakan "ketika perangkat terhubung" dengan menetapkan LED, tombol, dan servos ke pin yang berbeda.

Agar lampu, sakelar, dan sensor melakukan sesuatu, Anda dapat membuat program yang hidup di bawah blok topi "ketika bendera diklik". Anda mungkin ingin bereksperimen dengan pengulangan, loop selamanya, input acak, dan waktu tunggu. Anda juga dapat memasukkan karakter, suara, dan mengubah latar belakang menggunakan jenis blok awal lainnya.

Berikut adalah video dari kertas gores yang beraksi di konferensi ASTC di Tampa tahun ini untuk mendapatkan gambaran tentang bagaimana tampilannya dalam praktik:

flic.kr/p/MKHtcf

Langkah 9: Membuat Lokakarya ScratchPaper

Setelah bereksperimen secara pribadi dengan membuat proyek ScratchPaper, Anda dapat berpikir untuk berbagi aktivitas dengan orang lain. Kami mencoba melakukan penyesuaian pada desain kegiatan, materi, lingkungan, dan fasilitasi untuk mendukung peserta didik dalam proses dan pengembangan ide mereka sendiri. Berikut adalah beberapa hal yang kami pikirkan saat kami mengadakan lokakarya di Studio Tinkering atau dengan pendidik lain di berbagai konferensi. Anda dapat menyesuaikan dan memodifikasi elemen ini agar sesuai dengan ruang dan audiens Anda.

Lingkungan Kolaborasi

Saat kami menyiapkan lingkungan untuk lokakarya, kami tidak ingin fokus terutama pada komputer, tetapi menjadikannya hanya sebagai alat lain di samping materi bersama dan contoh yang menginspirasi. Meja berbentuk tulang anjing kami biasanya cocok untuk lebih banyak kolaborasi dan berbagi ide, yang bahkan lebih merupakan tantangan dalam aktivitas berbasis layar di mana tidak mudah untuk melihat pekerjaan orang lain.

Contoh dan Inspirasi

Di dekat pintu masuk ruangan, kami membuat 'sudut rasa ingin tahu' untuk memamerkan beberapa kemungkinan perluasan aktivitas. Kami menyertakan contoh sirkuit kertas yang menggunakan chip attiny, beberapa contoh sirkuit kertas yang lebih artistik dan mahkota tembaga analog nicole yang menggunakan sensor cahaya dan LED RGB dalam pengaturan fisik yang menarik.

Bekerja di Berpasangan

Untuk workshop dengan tim di sini kami meminta mereka untuk bekerja berpasangan yang menurut saya sangat membantu mendorong eksplorasi ke depan. Memiliki orang yang berkontribusi pada investigasi bersama memungkinkan mereka untuk berkomunikasi tentang apa yang mereka rasa lebih nyaman dan belajar dari satu sama lain. Kombinasi objek di dunia fisik dengan pemrograman awal memberikan lebih banyak ruang untuk berpikir dengan satu tangan dan memungkinkan mitra untuk berbagi ruang masalah.

Bahan:

Untuk lokakarya kami menyiapkan setidaknya tiga kartu LED tunggal dan satu atau dua dari setiap komponen tambahan (led RGB, monster kertas, sakelar, dan sensor) untuk setiap kelompok.

Berbagi dan Refleksi

Kami selalu berbagi hasil dan ide di akhir lokakarya, dan sangat keren melihat bagaimana masing-masing kelompok mengerjakan penyelidikan unik yang melibatkan tombol, suara, dan sensor. Meskipun kami hanya memiliki contoh sederhana untuk dipusingkan, narasi dan penceritaan mulai muncul. Seperti halnya aktivitas mengutak-atik, kami mencari hasil yang bervariasi yang mencerminkan proses masing-masing kelompok.

Langkah 10: Jadikan Ini Milik Anda

Ini adalah kegiatan eksperimental yang telah kami kerjakan selama beberapa bulan dan kami terus mencoba berbagai materi, petunjuk, dan proyek. Kami berharap Anda akan bereksperimen dengan komponen elektronik yang berbeda, cara membuat sakelar yang menarik, jenis keluaran baru, dan pengaturan LED yang berbeda. Beri tahu kami bagaimana Anda me-remix dan memodifikasi aktivitas ini sehingga kami dapat terus belajar tentang apa yang mungkin untuk sirkuit kertas, arduino, dan pemrograman dengan scratchx.