Коронавирус EXTER-MI-NATION с Micro: bit и Daleks: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Это второй проект из серии по защите от коронавируса от TinkerGen. Вы можете найти первую статью здесь. Мы твердо верим, что коллективными усилиями человечества нынешняя эпидемия скоро прекратится. Но даже после того, как COVID-19 прошел, мы должны сохранять бдительность и сохранять хорошие привычки, которые мы (надеюсь) выработали в эти трудные времена. Предыдущая статья была посвящена использованию Micro: bit, чтобы уделять больше внимания тому, как мы неосознанно касаемся наших лиц, и тем самым предотвращать распространение микробов. В этой статье мы спроектируем и создадим простое, но мощное оружие против микробов - небольшое устройство, которое мы можем использовать для измерения количества времени, которое мы тратим на мытье рук.

Запасы

Bitmaker Lite

Фанера 1/8 дюйма (3 мм) для корпуса

Две медные колонны M4 * 8 + 5 с одной головкой Две гайки M4

Два винта M4 * 8 с внутренним шестигранником и головкой под ключ.

Две белые нейлоновые заклепки R480

Две двухходовые алюминиевые колонны M2 * 15

Два механических винта M2 * 8

Шаг 1: Сборка корпуса

Загрузите файлы.dxf с Thingverse, затем вырежьте их из фанеры 1/8 дюйма (3 мм). Корпус имеет самоблокирующуюся конструкцию, но при сборке вам может потребоваться немного клея. Используйте два M4 * 8 + 5 медных колонн с одинарной головкой, две гайки M4 и два винта с шестигранной головкой M4 * 8 для крепления Grove Ultrasonic Ranger к внутренней стенке корпуса. На противоположной стороне корпуса прикрепите сервопривод с помощью двух двухходовых алюминиевых колонн M2 * 15. Используйте два винта с механическими зубьями M2 * 8, чтобы установить пластмассовый сервомеханизм на стрелку. Подключите Ultrasonic Ranger и сервопривод к BitMaker Lite, а затем закрепите его внутри корпуса двумя белыми нейлоновыми заклепками R480. нижние крышки включены. Сборка завершена, давайте теперь кодируем!

Шаг 2: программа Makecode

Я сделал две версии кода для этого проекта: более простую, сделанную с помощью Microsoft Makecode, графической среды программирования и более сложную, написанную на Micropython, в которой также есть голос Далека, синтезированный с помощью речевого модуля Micro: bit. Мы начнем с более простой программы.

Прежде чем вы начнете писать код, вам нужно добавить расширение BitMaker lite в Makecode. Проконсультируйтесь, как это сделать, здесь.

Внутри блока on start мы очищаем экран, устанавливаем две переменные, start_time и stage равными 0, устанавливаем угол сервопривода равным 90 и ждем 500 мс перед запуском кода основного цикла. Логика кода внутри основного цикла довольно проста - во-первых, независимо от того, обнаружены руки или нет, если стадия равна 0, мы устанавливаем сервопривод на 90 градусов, это состояние по умолчанию.

Если мы обнаруживаем объект на расстоянии ближе 10 см от нашего устройства (мы предполагаем, что это руки человека), мы проверяем, прошла ли 1 секунда с момента перехода к следующему этапу. Для отладки выставлено время 1 секунда, на самом деле предполагается, что оно ближе к 4 секундам (согласно рекомендациям CDC, неплохая продолжительность мытья рук - 20 секунд, у нас 5 этапов, поэтому 20/5 = 4). Каждый раз, когда проходит 1 секунда с момента перехода к этапу, если руки все еще обнаруживаются в непосредственной близости от устройства, мы переходим к следующему этапу, сбрасываем таймер и играем мелодию. Мы также установили для цифрового контакта 1 значение LOW, чтобы генерация ШИМ для звука не мешала сервоприводу - если вы этого не сделаете, вы заметите, что сервопривод начнет вести себя сумасшедшим, когда играет музыка. Это известное ограничение Micro: bit.

Затем для каждого этапа мы устанавливаем угол сервопривода в последовательности блоков if. Наконец, если руки не обнаружены (расстояние от устройства больше 10 см), и стадия не равна 0 - это означает, что пользователь преждевременно прервал мытье рук, мы воспроизводим грустный звук и устанавливаем стадию обратно на 0.

если у вас возникли проблемы с кодом, вы можете загрузить файл.hex из нашего репозитория GitHub для этого проекта.

Шаг 3. Программа Micropython

Если вам нравится кодировать и вы приветствуете небольшие вызовы, то создание того же проекта на Micropython может быть для вас более интересным. К тому же эта версия веселее!

Основной код версии Micropython следует той же логике. Одно из основных отличий заключается в том, что мы не можем напрямую использовать Ultrasonic Ranger или Servo - для них нет стандартных модулей в прошивке Micro: bit micropython. Итак, мы поместим этот класс Servo в наш код и будем использовать слегка модифицированный код Python Grove Ultrasonic Ranger для измерения расстояний. Лучшим способом было бы создать два автономных файла.py и импортировать их как модули - один для класса Servo, другой для Ultrasonic ranger. Но для простоты мы сохраним все в одном месте.

Другое ключевое отличие - использование речевого модуля, который позволяет нам синтезировать знакомый голос далеков:) Мы используем параметры из этой документации для речевого модуля, чтобы сделать голос похожим на голос далека.

Перейдите в репозиторий GitHub этого проекта, чтобы загрузить полный код Micropython.

Шаг 4: сделайте это по-своему

Мы создали интересный и полезный проект с расширением Micro: bit и Bitmaker Lite, который может быть как чисто образовательным проектом, так и действительно может найти применение в домашней ванной, чтобы напоминать людям о необходимости более тщательно мыть руки. Конечно, эксперименты и улучшения на этом не заканчиваются - вы можете придумать, как сделать корпус более прочным и более подходящим для использования в государственных школах или детских садах. Или вы можете подключить внешний динамик для увеличения громкости.

Возможности безграничны, и воплощение ваших собственных идей в аппаратном и программном обеспечении - это душа движения Maker. Если вы придумаете какие-то новые и интересные способы улучшить этот проект, поделитесь, пожалуйста, в комментариях ниже. Кроме того, Bitmaker Lite поставляется с онлайн-курсом, к которому вы можете получить доступ на платформе онлайн-курсов TinkerGen https://make2learn.tinkergen.com/ бесплатно!

Для получения дополнительной информации о Bitmaker Lite и другом оборудовании для производителей и преподавателей STEM посетите наш веб-сайт https://tinkergen.com/ и подпишитесь на нашу новостную рассылку.