Mät vindhastigheten med Micro: bit och Snap Circuits: 10 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:41

Berättelse

När min dotter och jag arbetade med en väderprojektmätare bestämde vi oss för att förlänga det roliga genom att engagera programmering.

Vad är en vindmätare?

Förmodligen frågar du vad "vindmätare" är. Tja, det är en enhet som mäter vindens styrka. Jag har ofta sett det på flygplatserna, men jag har aldrig vetat hur det heter.

Vi tog ut vår Snap Circuits -uppsättning och bestämde oss för att använda motorn från satsen. Vi använde 2 hantverkspinnar från våra hantverksmaterial för propellerns armar. Jag slog ett hål i mitten av varje med en syl. Vi lägger pinnarna ovanpå varandra med lite lim mellan dem för att fixera dem och "X". Sedan skär vi en toalettpappersrulle i fyra lika stora bitar och skär ett hål i var och en med en hantverkskniv. Sedan petade vi pinnarna genom toalettpappersbitarna och fäst hantverkspinnens propeller på motorn.

Tillbehör

1. BBC Microbit
2. Snap: bit
3. Snap Circuits Jr.® 100 experiment
4. Hantverkspinnar
5. Craft Roll (från toalettpapper)
6. Scratch Awl

Steg 1: Se hur propellern för vindmätaren är byggd

Vår vindmätare lånar idén till pappersrullens propeller från videon ovan.

Steg 2: Stansa ett hål i hantverkspinnar

• Ta de två hantverkspinnarna.
• Hitta mitten av var och en av hantverkspinnarna.
• Stansa försiktigt ett hål med en syl i mitten av varje hantverkspinne. Akta dig för att inte göra hålet för löst för att pinnen behöver vrida motorn.

Steg 3: Stick i motorns snapkretsar i Craft Sticks

• Stick in motorn från snapkretsarna i hålen i hantverkspinnarna.
• Placera pinnarna vinkelrätt mot varandra.

Steg 4: Klipp ut propellerns fyra vingar

• Ta pappersrullen och dela den i två lika stora bitar med en penna.
• Skär längs linjen och skär sedan var och en av de två bitarna i två som visas på bilden.

Steg 5: Lägg pappersrullens vingar på hantverkspinnar

• Använd en hantverkskniv och skär luckor i varje pappersrullbit så att du kan sticka in en hantverkspinne inuti.
• Lägg en pappersrullbit på var och en av hantverkspinnarna.

Steg 6: Skapa schemat

Använd detta schema.

Steg 7: Sätt ihop det

Fäst alla element som visas ovan.

Dricks:

Motorn producerar elektricitet när axeln roterar mot motorns positiva ände. Om (+) är på höger sida måste axeln rotera medsols. Om (+) är på vänster sida måste axeln rotera moturs. Testa riktningen propellern roterar genom att blåsa lite luft på den. Se till att den roterar i rätt riktning. Justera annars pappersrullbitarna.

Steg 8: Kod

Ovanstående kod läser signalen (vindhastigheten) som tas emot på stift P1 (stiftet som motorn är ansluten till) och visar resultatet på displayen för mikro: bit.

Du kan bygga koden själv i MakeCode Editor. Du hittar blocket "analog lässtift" under avsnittet Avancerat> Stift.

"Plottstapeldiagram" -blocket finns under sektionen Led. Alternativt kan du öppna det färdiga projektet här.

Steg 9: Hur det fungerar

Detta projekt drar nytta av att motorer kan generera el.

Vanligtvis använder vi elektricitet för att driva motorn och skapa roterande rörelser. Detta är möjligt på grund av något som kallas magnetism. Den elektriska strömmen som flödar i en tråd har ett magnetfält som liknar magneter. Inuti motorn finns en trådspole med många öglor och en axel med en liten magnet fäst vid den. Om en tillräckligt stor elektrisk ström strömmar genom trådslingorna skulle det skapa ett tillräckligt stort magnetfält för att flytta magneten, vilket skulle få axeln att snurra.

Intressant nog fungerar den elektromagnetiska processen som beskrivs ovan också omvänt. Om vi snurrar motorns axel för hand, kommer den roterande magneten som är fäst vid den att skapa en elektrisk ström i tråden. Motorn är nu en generator!

Naturligtvis kan vi inte vrida axeln väldigt snabbt, så den genererade elektriska strömmen är mycket liten. Men den är tillräckligt stor för att micro: bit kan upptäcka och mäta den.

Låt oss nu stänga Slide Switch (S1). Batterihållaren (B1) driver mikrobiten genom 3V -stiftet. "Forever" -slingan i micro: bit börjar köras. På varje iteration läser den signalen från stift P1 och visar den på LED -skärmen.

Om vi nu blåser luft på vindmätaren skulle vi vrida motorn (M1) och generera elektrisk ström, som kommer att flöda till stift P1.

"Analog lässtift P1" -funktionen på mikro: bit detekterar den genererade elektriska strömmen och, baserat på mängden ström, returnerar ett värde mellan 0 och 1023. Troligen kommer värdet att vara lägre än 100.

Detta värde överförs till funktionen "plottstapeldiagram" som jämför det med maxvärdet 100 och tänder lika många lysdioder på mikro: bitskärmen som proportionen mellan läs- och maxvärdena. Den större elektriska strömmen skickas till pin P1, desto fler lysdioder på skärmen tänds. Och så här mäter vi hastigheten på vår vindmätare.

Steg 10: Ha kul

Nu, när du har slutfört projektet, blåsa propellern och älska. Här försöker mina barn göra ett vindkastrekord.