Micro: bit Magic Wand! (Intermediário): 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

"Qualquer tecnologia suficientemente avançada é indistinguível da magia." (Arthur C. Clarke). Caramba, sim, é! O que estamos esperando, vamos usar a tecnologia para criar nosso próprio tipo de mágica !!

Este projeto usa dois micro: microcontroladores de bits, um ventilador doméstico e algumas pequenas peças eletrônicas para criar nossa própria varinha mágica. Eu escolhi usar o gesto Wingardium Leviosa, mas você certamente pode adaptar este projeto para lançar outros feitiços!

Observe que este é um projeto intermediário porque envolve alta tensão e corrente. Use protocolos de segurança adequados e sempre tenha outro adulto por perto.

Dificuldade: intermediária

Tempo de leitura: 15 min

Tempo de construção: ~ 1 hora

Custo: ~ $ 40

Suprimentos

• Varinha!

  Você pode comprar varinhas personalizadas ou ser criativo e fazer a sua própria

• Pena (para flutuar!)
• Luva (para ocultar o controlador de varinha micro: bit)

• Um (1) ventilador doméstico (4A ou menos)

  Não modificamos a ventoinha de resfriamento, então pegue uma que você tenha em casa ou peça emprestada a um humano favorito

• Um (1) cabo de extensão

  Vamos modificar o cabo de extensão, então use um extra que você não precisa ou compre um barato

• Dois (2) micro: bits
• Dois (2) conjuntos de baterias micro: bit e duas (2) baterias AAA

  Se você receber o pacote micro: bit Go, ele vem com uma bateria e baterias:)

• Dois (2) cabos microUSB

• Um (1) PCB

  O meu tem 2 cm x 8 cm, qualquer PCB semelhante ou maior funcionará (mas definitivamente NÃO use uma placa de ensaio, pois ela não pode lidar com a alta corrente)

• Um (1) relé de estado sólido (JZC-11F)

  Avaliado para entrada de 5 Vcc e saída 220/250 Vca e 5A. Você pode usar um relé diferente, contanto que ele possa alternar

• Um (1) transistor NPN
• Um (1) diodo
• Um (1) resistor de 100 Ohms
• Três (3) garras jacaré
• Três (3) fios de jumper, calibre 22
• Dois (2) fios de jumper, calibre 14 (classificação mínima de 5A)
• Tubo termorretrátil (~ 4 "/ 20 cm)

Etapa 1: mágica? O que?! Quão??

Uma das minhas cenas favoritas do primeiro livro de Harry Potter foi quando Hermoine faz uma pena flutuar com o feitiço Wingardium Leviosa. Este feitiço simples captura a essência do motivo pelo qual amamos a magia: literalmente, com um movimento de nosso pulso e algumas palavras, podemos instantaneamente fazer coisas surpreendentes (e impressionantes) acontecerem.

Embora não tenhamos exatamente esse tipo de magia, temos tecnologia que às vezes parece milagrosa. Então esse tipo de conta! Para imitar minha cena favorita, eu queria levitar uma pena. Como podemos mover penas de longe na vida real? Com vento !!

Depois de construir uma versão inicial deste projeto, não fiquei 100% satisfeito. Eu queria alcançar o status de mago do nível de Hermione! Portanto, desenvolvi uma segunda versão que pode alternar a alimentação de um grande ventilador doméstico.

Esta versão usa um relé de estado sólido para alternar a alimentação CA com um gatilho CC. Você pode imitar o meu desenho ou, melhor ainda, criar o seu próprio! Existem TONELADAS de variações para este projeto que você pode fazer com esta estrutura básica, encontrar um feitiço que inspire você e trazê-lo à vida!

Este tutorial mostrará como fazer o seguinte:

1. Escreva um código simples baseado em bloco para um controlador micro: bit wand

2. Construa um circuito para alternar a energia para um ventilador hosuehold 12 V, 4 A.

3. Escreva um código simples baseado em bloco para um receptor mágico que é acionado com um sinal de rádio (também conhecido como bluetooth)

Etapa 2: Codifique: Controlador de varinha

Vamos começar com nossa varinha mágica! Estamos usando a codificação baseada em blocos por meio do site Make Code, mas se você tiver experiência com codificação, também pode programar o micro: bit usando micropython ou C ++ em seu ambiente de codificação fav (por exemplo, Idle, Visual Studio Code, etc.).

Etapa 1: No bloco On Start, defina o número do Grupo de Rádio. Usaremos o mesmo número para o receptor mágico micro: bit.

Etapa 2: Decida como você deseja que sua varinha desencadeie a ação.

O micro: bit tem um acelerômetro de 3 eixos, vamos usá-lo para definir um gatilho de gesto.

Solução rápida: use o bloco "agitar"!

Solução mais complexa baseada em gestos:

Explore como o acelerômetro funciona imprimindo na porta serial com os blocos "Valor de gravação serial" (na seção Avançado). Abra o Arduino IDE Serial Monitor para observar a saída micro: bit conforme você faz gestos. Use suas observações para definir gatilhos. (Código No. 2)

O exemplo no Código nº 2 é minha tentativa de fazer um gesto do Wingardium Leviosa: agite e agite! (para baixo na direção ze à esquerda na direção x). Use como está ou como ponto de partida para seu próprio gesto mágico favorito!

Dicas úteis:

(1) Como os microcontroladores processam informações muito rapidamente, o bloco de pausa nos dá tempo para terminar a primeira parte do gesto antes que o micro: bit verifique a segunda parte.

(2) Eu adicionei rótulos de eixos no micro: bit para que eu pudesse descobrir mais facilmente como obter o movimento certo para o feitiço Wingardium Leviosa - definitivamente recomendo!

Passo 3: Use o gesto para enviar um número de rádio (ou string, apenas seja consistente).

Os blocos "string de envio de rádio" e "número de envio de rádio" são encontrados no conjunto de blocos "rádio".

Etapa 4: Baixe e salve o código no micro: bit!

Etapa 3: Construa: Receptor Mágico! (1/2)

Pegue seu segundo micro: bit, seu PCB, seu ferro de solda e todas as peças eletrônicas!

Visão geral rápida: Estamos usando a saída de alimentação de 3,3 V micro: bit para acionar o lado CC do relé. O circuito é concluído quando o pino micro: bit P0 liga o transistor NPN. Etapa 1: Solde o relé e o transistor na placa PCB.

Etapa 2: Solde o diodo através dos pinos de alimentação CC do relé para proteger o micro: bit da tensão parasita quando as bobinas do relé mudarem. O lado negativo do diodo (linha cinza) deve se conectar à alimentação CC positiva do relé no pino.

Etapa 3: Solde um fio jumper no pino de entrada de energia positiva CC do relé. Conecte uma pinça jacaré entre este fio e o micro: pad de saída de 3,3 V bit.

Etapa 4: Solde outro fio de ponte entre o pino de saída de energia CC do relé (GND) e o pino do coletor do transistor.

Etapa 5: Solde o terceiro fio jumper no pino emissor do transistor. Conecte uma pinça jacaré entre este fio e o micro: bit GND pad.

Etapa 6: Solde seu resistor ao pino da base do transistor. Conecte uma pinça jacaré entre a outra extremidade do resistor e o pad micro: bit P0.

Etapa 4: Construa: Receptor Mágico! (2/2)

Etapa 7: Remova 1/2 (2 cm) de isolamento do fio de calibre 14 em ambos os lados. Solde um fio ao pino NO (normalmente aberto) do relé e o outro fio ao pino COM (ou bobina 2) do relé.

Etapa 8: corte o cabo de extensão de um lado apenas e remova ~ 1/2 (2 cm) de isolamento do lado do fio cortado.

Etapa 9: pegue o fio de calibre 14 e deslize um pedaço de tubo termorretrátil em cada fio.

Etapa 10: alinhe uma extremidade do fio de calibre 14 com uma extremidade do fio do cabo de extensão e, em seguida, torça o metal. Prenda o tubo termorretrátil com seu fav. fonte de calor (por exemplo, isqueiro, secador de cabelo, etc.). Repita para os outros fios e o tubo termorretrátil.

Nota: A orientação dos fios CA não importa.

Etapa 5: Codifique: Receptor Mágico

É hora de codificar nosso receptor mágico!

Etapa 1: Definir Grupo de Rádio com o mesmo número do Controlador de Varinha. Etapa 2: Retire um bloco "no rádio recebido" e configure-o para "NúmeroRecebido" (ou "SequênciaRecebida" se você o usou para o Controlador de Varinha).

Etapa 3: arraste um bloco de repetição para o bloco "recebido no rádio" e mude para repetir 2 - 4 vezes.

Etapa 4: (opcional, mas recomendado) mostrar um ícone no micro: bit para que você saiba se recebeu a string.

Isso é muito útil se / quando você estiver depurando.

Etapa 5: Ligue o pino digital 0! (também conhecido como "pino de gravação digital P0" a 1)

Este bloco é encontrado no bloco "Pinos" na guia Avançado.

Etapa 6: faça uma pausa de alguns segundos.

Escolhi 2 segundos, você pode manter ou ajustar conforme desejar.

Etapa 7: desligue o pino digital 0 ("pino de gravação digital P0" para 0) e o display micro: bit.

Etapa 8 (opcional, mas recomendado): adicione um gatilho de backup usando o botão micro: bit A para fins de teste e depuração:)

Voila! Baixe o código em seu receptor mágico micro: bit e estamos prontos para o suporte mágico!

Etapa 6: Teste e depuração

E agora, nossa parte favorita: teste !!

Ligue seus micro: bits (via bateria ou microUSB), conecte o cabo de extensão e conecte o ventilador no cabo de extensão, em seguida, mova seu controlador de varinha para verificar se o receptor mágico liga o ventilador.

Quando terminar o teste, cubra as conexões do receptor mágico com cola quente para mantê-las no lugar. Se você quiser uma solução ultra-permanente, use epóxi (à prova d'água é um ótimo bônus). Recomendado para evitar cobrir o micro: bit com cola para que possa utilizá-lo em projetos futuros.

Não está funcionando como esperado?

1. O poder é o problema mais comum para fabricantes de todos os níveis de experiência. Verifique se todas as coisas estão conectadas. Use o gatilho rápido do controlador micro: bit para testar se o receptor mostra o ícone de "mensagem recebida".

2. O ventilador não se move? Quando o relé mudar, você ouvirá um clique audível. Use o gatilho rápido do controlador micro: bit e ouça o som.

Eu percebi que a bateria micro: bit 2xAAA tinha energia insuficiente para acionar o relé. Acabei usando apenas o cabo microUSB, mas uma bateria 3xAAA também deve servir.

3. Use um multímetro para verificar a continuidade das juntas de solda e, se necessário, a tensão nas bobinas CC do relé.

Etapa 7: Construa seu adereço mágico

Agora que você testou e praticou suas habilidades de tecnologia mágica, você está pronto para construir seu adereço mágico! Use luvas para ocultar o controlador de varinha micro: bit + pacote de bateria.

Para o receptor mágico: Onde você quer colocar a pena e como você pode esconder o leque?

Para a minha demonstração, eu apenas escondi o ventilador fora da câmera (shhhhh não diga !!), mas se você está fazendo sua performance mágica pessoalmente, você pode construir um gabinete para esconder o ventilador. Eu descobri que a tela da janela funcionou muito bem para ajudar a esconder as peças enquanto ainda deixa o ar fluir.

Quer fazer outros tipos de magia? Você pode construir diferentes tipos de adereços! Esta mesma configuração funcionará para ligar qualquer dispositivo CA de baixa potência, como alto-falantes ou uma tela! Apenas certifique-se de que o consumo máximo de corrente seja inferior a 5A.

Etapa 8: Vá em frente e seja mágico

Sim, nível de assistente: intermediário !! Pratique seu gesto para realmente impressionar todas as pessoas. E, claro, ensine outras pessoas a fazer essa mágica tecnológica!

Deixe um comentário se precisar de ajuda, tiver alguma dúvida ou para mostrar suas criações!

Boas festas, amigos!