Enkelt Arduino -piano: 8 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:20

I dag skal vi lage et enkelt en-oktav Arduino-piano, som kan være et flott utgangspunkt for andre prosjekter. Dette prosjektet vil introdusere grunnleggende Arduino -komponenter og programmering på videregående nivå. Selv om koden er forhåndsdefinerte, kan enkeltpersoner allerede endre notatene og den ferdige sangen i programmet.

Målalder: 9-12. Klasse

For lærere på videregående skole/foreldre på hjemmeskolen er dette prosjektet knyttet til ITEEA -standarder for teknologisk og teknisk litteratur.

Standard 3: Integrering av kunnskap, teknologier og praksis

Teknologi og ingeniørfag er tverrfaglig, knyttet til mer enn ett innholdsområde. Virkningen og påvirkes av teknologioverføring med andre felt. Et eksempel ved bruk av røntgenstråler i arkeologiske graver, teleskoper for å se på stjernene, eller mikroskoper for å se på mikrobielt liv. Kunnskapen og praksisen på disse feltene går videre og videreføres av andre felt og tankeskoler, det vil si biomimikk.

Dette prosjektet kombinerer teknologi og musikk i form av et "keyboard" som noen kan lage.

Øvelse 1: systemtenkning:

For praksis ett, fremmer det systemtenkning, hvor man trenger å tenke. Et verktøy nevnt i denne delen er den universelle systemmodellen som er: input, prosess, output og feedback. Inngangen ser på hva som trengs for å lage teknologi. Prosessen er hvordan teknologien er laget, eller hva som er nødvendig for at den skal fungere. Utgangen er den første ytelsen til teknologien, enten den var god eller dårlig. Tilbakemelding tar prosessen og produktene av produktet og ser hva som kan forbedres, for eksempel effekter på brukere, samfunn og miljø.

Øvelse 3: lage og gjøre:

Å lage og gjøre kan forekomme i mange settinger, både uformelle og formelle. Å lage er det å gjøre noe mens man gjør, er bredt definert som å bruke praktiske prosesser knyttet til design, bygging, drift og evaluering av teknologiske produkter og systemer. Det har vært et skifte fra å produsere forhåndsdesignede objekter til å fokusere på å utvikle industrielle ferdigheter til å skape innovative løsninger på åpne designutfordringer innen teknologi og ingeniørutdanning. Ved at studenter jobber med løsninger på åpne designutfordringer, stimulerer det utviklingen av tenkning og designferdigheter av høyere orden og integrering av innhold fra andre disipliner. Ved at studenter engasjerer seg i åpenhet med å lage og gjøre praksis, opplever de en prosess som ligner på forskere, teknologer og ingeniører. Det er også lærerens plikt å lære elevene sikkerhetstiltak. Med den økende mengden verktøy og bransjestandarder, er det avgjørende å kunne bruke verktøy og materialer for å forhindre ulykker. Å lage og gjøre krever også bruk av skapelsen av modeller: konseptuelle, matematiske, grafiske, fysiske og virtuelle. Disse modellene skiller teknologi- og ingeniørutdanningen fra andre fag.

Dette prosjektet innebærer øvelse 3 Making and Doing som studenter kan lære å bruke en Arduino, bygge dette "tastaturet" og kan bygge videre på dette prosjektet. Practice 1 Systems Thinking er involvert når de går gjennom trinnet for å lage tastaturet.

Kontekst 1: Beregning, automatisering, kunstig intelligens og robotikk

Kontekster kan være enheter i en læreplan som prosjekter, leksjoner, turer eller andre aktiviteter. For kontekst 1 kombinerer den, beregning, automatisering, AI og robotikk.

Kontekst 5: Informasjon og kommunikasjon

Denne konteksten innebærer informasjon og fellesskap som kan representeres på måten data deles eller andre måter mennesker kan kommunisere på, for eksempel tegninger, bilder, medier, annet digitalt innhold og kunne dele denne informasjonen.

På grunn av programmeringsaspektet til dette prosjektet, relaterer det seg til kontekst 1 -beregning, automatisering, kunstig intelligens og robotikk, og 5 informasjon og kommunikasjon. Selv om programmet er gitt for deg, er det et godt springbrett for å se hvordan programmet fungerer og hvordan det forholder seg til det fysiske elementet.

Læringsmål:

På slutten av dette skal studentene ha en grunnleggende forståelse av hvordan Arduino fungerer.

Kunne koble en Arduino.

Slik endrer du kode.

Hvordan laste opp kode.

Rekvisita

9 knappbrytere

9 1000 ohm motstander (motstander i forskjellige størrelser vil endre hvor sterk strømmen er i brødbrettet som påvirker lyden)

12 hoppetråder (kan være av hvilken som helst lengde eller farge)

1 piezo summer

1 brødbrett

1 Arduino Uno

1 Arduinoholder (valgfritt er ikke nødvendig, fungerer uten det)

1 USB -kabel

1 datamaskin

Trinn 1: Legg til knappene

For å begynne, vennligst orienter brødbrettet som bildet ovenfor med bokstavens plassering vertikalt med tallet 1 på toppen. Plasser knappene på brødbrettet jevnt mellom hverandre (her gjorde jeg to mellomrom). Knappene skal være på broen mellom gapet på brødbrettet. Høyre halvdel av brettet er positivt og venstre halvdel er den negative siden.

Knappene sender en inngang (send informasjon) når de er trykket til Arduino.

Trinn 2: Legg til motstandene

Legg til motstandene på undersiden av hver knapp. Dette er den negative siden av knappen. De andre sidene av motstanden vil gå inn i hullet med - (negativ) symbol side i samme rad av knappen.

Motstandene sender en strøm gjennom knappen gjennom brettet.

Trinn 3: Legg til summeren

Legg summeren til brødbrettet. Bør være den samme plassen fra hverandre som knappene. Plugg den røde siden til høyre side og den svarte siden til venstre.

Summeren er det som produserer lyden når den mottar knappinformasjonen fra Arduino.

Trinn 4: Legg til hoppetrådene

Legg til jumperkablene til høyre side av knappen og den øvre halvdelen, dette er den positive siden. Den andre siden vil gå inn i Arduino på den digitale siden.

Trinn 5: Koble til Arduino

Sett dem fra toppen til bunnen inn i portene for 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 og 10. For summeren legg til en jumper på den røde siden og den svarte siden av summeren. Disse vil gå inn i henholdsvis havn 11 og 13. Den siste hoppetråden vil ha den ene siden til å gå inn i bakkeporten og inn i et hull på - (negativ) symbol side av brettet. Rekkefølgen på porten som om du åpner koden, refererer den til visse knapper i den angitte porten. Jordporten er den samme som å koble til noe til bakken i en krets eller i en bil. Det tjener til å begrense spenningen som går gjennom Arduino og brødbrettet.

Trinn 6: Last ned programvaren (hopp over hvis du allerede har den)

Hvis du er ny på Arduino, kan du klikke på lenken nedenfor for å laste ned programvaren som skal brukes til dette programmet. Arduino har også nå en online versjon for kodingsbehovet ditt hvis du ikke vil laste ned programvaren.

www.arduino.cc/en/main/software

Trinn 7: Last opp programmet

Last ned programmet! I programmet kan en person endre notatene og sangen som er forhåndslaget i den. Det har blitt lagt til kommentarer i koden for å hjelpe deg å forstå den bedre og hva som kan endres. Hvis du endrer noe, må du lese nedlastingen til Arduino ved å gå under skisse og laste opp eller Ctrl + U. Ha det gøy og bli kreativ!

Tenker videre:

Hva med flere knapper?

Hva om jeg ville ha to eller flere forhåndsinnstilte sanger?

Trinn 8: Feilsøking

Hvis noen av knappene svarer og noen ikke sjekker følgende:

Er alle hopperne plugget inn hele veien?

Er motstandene helt inn og berører bunnen av brødbrettet?

Er genseren på riktig sted på knappen? Hva med motstanden?

Hvis du endrer koden:

Kom det ut slik jeg ville?

Er knappene/summeren satt til de riktige portene?

Er notater riktig lengde/tonehøyde jeg vil ha?