Измерете скоростта на вятъра с Micro: bit и Snap вериги: 10 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

История

Тъй като с дъщеря ми работихме по анемометър за метеорологичен проект, решихме да разширим забавлението чрез ангажиране на програмирането.

Какво е анемометър?

Вероятно питате какво е „анемометър“. Е, това е устройство, което измерва силата на вятъра. Често съм го виждал по летищата, но никога не съм знаел как се казва.

Извадихме нашия комплект Snap Circuits и решихме да използваме двигателя от комплекта. Използвахме 2 занаятчийски пръчки от нашите занаятчийски принадлежности за раменете на витлото. Пробих дупка в средата на всяка от тях с шило. Поставяме пръчките една върху друга с малко лепило между тях, за да ги фиксираме образувайки и "X". След това нарязваме ролка тоалетна хартия на четири равни парчета и във всяка от тях изрязваме дупка с нож. След това пробихме пръчките през парчетата тоалетна хартия и прикрепихме перката на занаятчийските пръчки към двигателя.

Консумативи

1. BBC Microbit
2. Snap: бит
3. 100 експеримента на Snap Circuits Jr.®
4. Занаятчийски пръчки
5. Craft Roll (от тоалетна хартия)
6. Scratch Awl

Стъпка 1: Гледайте как се изгражда витлото за анемометъра

Нашият анемометър заимства идеята за витлото за хартиена ролка от видеото по -горе.

Стъпка 2: Пробийте дупка в занаятчийските пръчки

• Вземете двете занаятчийски пръчки.
• Намерете средата на всяка от занаятчийските пръчки.
• Пробийте внимателно дупка с шило в средата на всяка занаятчийска пръчка. Внимавайте да не направите отвора твърде хлабав, за да се наложи пръчката да завърти двигателя.

Стъпка 3: Вкарайте двигателя на захващащите вериги в занаятчийските пръчки

• Избутайте двигателя от поставените вериги в дупките на занаятчийските пръчки.
• Поставете пръчките перпендикулярно една на друга.

Стъпка 4: Изрежете четирите крила на витлото

• Вземете хартиената ролка и я разделете на две равни части с молив.
• Нарежете по линията и след това разрежете всяко от двете парчета на две, както е показано на снимката.

Стъпка 5: Поставете хартиените крила на ролковите пръчици

• Използвайте занаятчийски нож и изрежете прорези във всяко парче хартия достатъчно, за да прокарате вътре занаятчийска пръчка.
• Поставете парче хартиена хартия върху всяка от пръчките на занаята.

Стъпка 6: Изградете схемата

Използвайте тази схема.

Стъпка 7: Сложете го заедно

Закрепете всички елементи, както е показано по -горе.

Бакшиш:

Двигателят произвежда електричество, когато валът се върти към положителния край на двигателя. Ако (+) е от дясната страна, валът трябва да се върти по часовниковата стрелка. Ако (+) е от лявата страна, валът трябва да се върти обратно на часовниковата стрелка. Проверете посоката на въртене на витлото, като издухате малко въздух към него. Уверете се, че се върти в правилната посока. В противен случай регулирайте парчетата хартия.

Стъпка 8: Код

Горният код чете сигнала (скоростта на вятъра), получен на пин P1 (щифтът, към който е свързан двигателят) и показва резултата на дисплея на micro: бита.

Можете сами да създадете кода в MakeCode Editor. Ще намерите блока "аналогов четец за четене" в раздела Разширени> Игли.

Блокът "сюжетна лентова диаграма" е под секцията Led. Друга възможност е да отворите готовия проект тук.

Стъпка 9: Как работи

Този проект се възползва от факта, че двигателите могат да генерират електричество.

Обикновено използваме електричество за захранване на двигателя и създаване на въртеливо движение. Това е възможно поради нещо, наречено магнетизъм. Електрическият ток, който тече по проводник, има магнитно поле, подобно на това на магнитите. Вътре в двигателя има намотка от тел с много контури и вал с малък магнит, прикрепен към него. Ако през контурите на телта тече достатъчно голям електрически ток, той би създал достатъчно голямо магнитно поле, за да премести магнита, което би накарало вала да се върти.

Интересното е, че електромагнитният процес, описан по -горе, също работи обратно. Ако въртим вала на двигателя на ръка, въртящият се магнит, прикрепен към него, ще създаде електрически ток в проводника. Двигателят вече е генератор!

Разбира се, не можем да завъртим вала много бързо, така че генерираният електрически ток е много малък. Но той е достатъчно голям, за да може micro: bit да го открие и измери.

Сега нека затворим плъзгащия превключвател (S1). Поставката на батерията (B1) захранва микро: бита през 3V щифта. Цикълът "завинаги" в micro: bit започва да се изпълнява. При всяка итерация той чете сигнала от пин P1 и го показва на LED екрана.

Ако сега издухаме въздуха върху анемометъра, ще завъртим двигателя (M1) и ще генерираме електрически ток, който ще тече към щифт P1.

Функцията "аналогов четец P1" на micro: бита ще открие генерирания електрически ток и въз основа на количеството ток ще върне стойност между 0 и 1023. Най -вероятно стойността ще бъде по -ниска от 100.

Тази стойност се предава на функцията "сюжетна лентова диаграма", която я сравнява с максималната стойност 100 и свети толкова светодиоди на екрана micro: bit, колкото е пропорцията между прочетените и максималните стойности. Колкото по -голям електрически ток се изпраща към щифт P1, толкова повече светодиоди на екрана ще светнат. И така измерваме скоростта на нашия анемометър.

Стъпка 10: Забавлявайте се

Сега, когато сте завършили проекта, издухайте перката и се забавлявайте. Ето децата ми, които се опитват да вкарат рекорд на порив на вятъра.