ScratchPaper

4384年

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3.

作品简介:ScratchPaper

About: The Tinkering Studio是探索博物馆的一个沉浸式、活跃的、创造性的地方,在这里,博物馆的游客可以放慢脚步,深入到科学现象的调查中,并制作一些东西——圆周率……

修修补补的工作室我们一直在用原型的方式向人们介绍电子和编程方面的知识。由于这些话题对初学者来说可能是令人生畏的,所以对我们来说,尝试思考降低入门门槛的方法是一个有趣的过程。

我们最喜欢的向学习者介绍基本循环的方法包括将电子元件安装在木块上并允许学习者尝试用鳄鱼夹连接它们。AIR的工作也启发了我们杰齐世卫组织制定了纸电路用铜带、硬币电池和led制作艺术照明作品。

在编程方面,我们已经试验了好几年使用Scratch的活动或其他基于块的编程语言。这些接口允许人们拖放和连接程序的各个部分,这种方式鼓励了试验和迭代。

所有这些影响导致我们创建了一个混搭活动,我们称之为“ScratchPaper”,以探索围绕电路、arduino和可视化编程的想法。

我们经常看到编程和arduino研讨会看起来很复杂,对新手没有太大的吸引力。在这个工作坊中,我们制作了有趣的彩色示例卡,其中有单个胶珠led、预制开关和传感器,以及RGB灯,以传达这种有趣的态度。我们发现,这种异想天开的元素的添加,以及高技术和低技术材料的结合,可以提供一个更开放的邀请,加入到这些主题的探索中来。我们使用scratchx.,这是对Scratch编程语言的实验性扩展,它添加块以允许您控制arduino

在本指南中,您可以学习如何为活动构建组件,获得一些示例草图,并阅读材料、环境和便利可以支持探索的一些方法。

第一步:收集这些材料

对于arduino块

Arduino UNO -https://www.adafruit.com/products/50,

USB电缆 -https://www.adafruit.com/products/62

实心线-https://www.sparkfun.com/products/11367

铜钉

4号圆头自攻螺钉

一块1x6的木板

用于纸电路元件

铜带,https://www.adafruit.com/products/1128

彩色卡片纸纸

10 k电阻,https://www.adafruit.com/products/2784.

光传感器,https://www.adafruit.com/products/161

FSR传感器 -https://www.adafruit.com/products/1075

10毫米led -http://shop.evilmadscientist.com/productsmenu/par..。

10mm普通阴极RGB led -http://shop.evilmadscientist.com/productsmenu/par..。

寻呼机电动机-https://www.adafruit.com/products/1201

鳄鱼夹https://www.adafruit.com/products/1008

铅笔

有用的工具

手钻与小钻头

螺丝刀

磨块

剪刀

胶棒

烙铁

防护眼镜

步骤2:构建Arduino模块

首先,安装一个Arduino在一个木块上的uno板与板的销钉连接到铜钉,以类似的方式到我们的电路板套装电力探险。这允许您使用扩展器剪辑将组件连接到电路板,允许迭代和测试。

铜钉连接到一些引脚限制了问题空间,但对我们来说,仍然是一种真实的方式来呈现arduino板,而无需依赖额外的屏蔽或不寻常的部分。

1.将1x6的方块切成4英寸的块,并打磨边缘

2.将Arduino UNO板放在block的中间,用铅笔标出螺丝的孔,然后在这些地方钻孔。

3.把arduino安装到位

4.在右侧(数字引脚一侧)标记五个点,在左侧标记三个点。钻孔并捣入铜钉

5.用实心芯线将arduino数字引脚插座连接到铜钉上。我们使用引脚编号11,9,6,5和3,因为这些是PWM引脚,允许我们改变亮度,通过打开和关闭引脚在一个非常高的速率。

6.在左侧连接5V引脚到钉子为正,GND引脚到钉子为负,A0模拟在引脚为传感器。你可以用红色的线表示正极,如果你愿意的话,用黑色的线表示负极,但这不是必须的。

7.我们使用邮票和锐利将钉子标记为相应的引脚。如果您没有这些工具,您可能希望考虑其他方法来跟踪引脚。

第3步:构建组件 - LED

现在是时候创建由arduino和scratchx编程控制的纸电路组件了。

对于单个LED

1.切一块2英寸x2英寸的正方形彩色卡片

2.切割两块小块铜带并将它们粘在方形,留下LED的空间。

3.将LED的两根引线放在铜带上并焊接下来。如果你没有烙铁,你可以用透明胶带把引线粘在胶带上,尽管它不会那么牢固。用铅笔在彩色纸上做(+)和(-)的标记。

为RGB led

1.切一块3英寸x3英寸的正方形白色卡片

2.使用普通阴极RGB LED,测试出哪个引线对应哪个颜色。你可以用彩色记号笔来记录。

3.把三小块铜胶带粘在纸的一边,中间的一块粘在另一边。将LED的三根正导线(不同颜色)连接到铜带的一边,将负导线连接到另一边。焊接或粘贴到位,并标记(-)边和三种不同的颜色。

用于R, G和B led

1.切2in x 3英寸的矩形纸

2.将一条横过纸张的边作为led的负极。在另一边放三条铜带。

3.在纸上放一个红、绿、蓝LED,负导联在共享的一面,正导联在单独的一面。用铅笔在(+)和(-)两边做标记。

步骤4:构建组件-交换机

下一步是构建开/关开关来触发项目中的不同程序。它们可以采用折叠或弹出式的多种形式,所以可以尝试不同的设计。

1.每一个开关都需要三个连接点连接到arduino板上。一个指向正极,一个指向负极,还有一个指向数字输入管脚。放三根铜带下来,每根铜带对应一根导线。

2.放置10k电阻之间的铜磁带片,将连接到负极和数字引脚。将电阻器焊接到位。

3.找到一种方法附加另一块铜带,可以移动,使正极和数字引脚之间的连接。这可以是一个剪出来的弹出件,一个有折叠纸弹簧的正方形或一个简单的折叠开关。

步骤5:构建组件-传感器

传感器可以检测环境中的事件或变化。当连接arduino的A0管脚时,可以读取传感器的值,让您在您的项目中使用它。到目前为止,我们已经用草稿纸测试了光传感器和压力传感器,但你可以尝试不同类型的传感器,测量声音、颜色或电导率。

1.每个传感器都需要arduino板上的正极、负极和模拟输入引脚上的三个连接点。在每根引线上放上三条铜带。

2.在负极和数字销铜带磁带之间放置10k电阻。将电阻器焊接到位。

3.将光传感器或压力传感器安装在铜带引线中的正面和模拟之间。

第六步:纸怪物

在这组材料中加入一些有趣和奇思妙想的一种有趣的方法是制作一些长着大眼睛的纸怪物,可以通过编程通过振动电机进行摇动。

1从彩色纸上剪出两个2x2的正方形。剪出一个有趣的怪物形状,并在适当的地方粘上眼睛。

2将铜胶带贴在底座和怪物在同一平面上。

3.将寻呼机电机的电线焊接到怪物脸上的两块胶带上,并将引线焊接到位。把电机固定在纸上。

4.剪一个相同颜色的长方形卡片,对折。用l形的一块作为支撑,用胶水把两块连接在一起。

5.把这两条铜带焊在一起。

第七步:设置Scratchx和Arduino

我们一直在使用scratchx,一个实验性的扩展scratch编程语言,以控制与arduino的纸电路。还有许多其他基于块的编程语言可以测试,如ardublock、Mblock、S4A等。本教程将关注scratchx,但您可以测试其他格式。

这个信息是从Kreg Hanning的scratchx入门指南中借来的,你可能想要点击他的网站了解更多详细的说明和屏幕抓取(https://khanning.github.io/scratch-arduino-extension/index.html)。

将StandardFirmata固件上传到Arduino

  1. 如果你还没有安装Arduino软件,请下载并安装https://www.arduino.cc/
  2. 将Arduino板连接到计算机的USB端口
  3. 启动Arduino软件
  4. 进入文件> Examples > Firmata > Standard Firmata
  5. 从工具>板菜单中选择您的Arduino板
  6. 从“工具>端口”菜单中选择串口。
    在Mac上,应该是/dev/tty.usbmodem-1511。在Windows上,它可能是数量最多的COM端口。(或者拔下Arduino,检查菜单,然后重新插入Arduino,看看出现了什么新端口。)
  7. 点击上传按钮

安装临时扩展浏览器插件

  1. 您将需要使用Firefox web浏览器为这个扩展工作
  2. 下载并安装临时扩展浏览器插件适用于“其他网页浏览器”

在ScratchX上加载Arduino扩展

  1. 通过进入以下URL启动扩展:

http://scratchx.org/?url=http: / / khanning.github.i……

您可能会看到另一条消息,“允许ScratchX.org运行插件?”将Adobe Flash和Scratch设备设置为“允许和记住”,然后单击“确定”。

当你看到指示灯在“更多的块”标签变成绿色,你准备开始使用扩展!

步骤8:一些草图示例

你可能想用scratchx,纸,电路和arduino开始你的实验,用一些示例草图,我们用示例代码创建一个闪烁的灯,一个开关,LED,和一个光传感器,可以控制灯的亮度。

进入文件菜单并打开一个示例程序。一旦你在屏幕上看到arduino连接的绿灯,你就可以使用背景图中所示的鳄鱼夹将纸电路组件连接到arduino上。

当您开始构建自己的程序时,您可以从空白板程序开始。当工作在arduino的划痕程序,你需要有在“帽块”下的程序设置,说“当设备连接”,通过分配led,按钮,和伺服到不同的引脚。

要让灯、开关和传感器做些什么,你可以创建一个程序,它位于“当国旗被点击时”帽块下面。你可能想要尝试重复、永久循环、随机输入和等待时间。你也可以使用其他类型的划痕块包括角色、声音和改变背景。

这是今年坦帕坦帕的ASTC会议上的划分的动作视频,了解这是如何看待实践的看法:

https://flic.kr/p/MKHtcf



第9步:创建划分暂存器车间

在亲自尝试创建ScratchPaper项目之后,你可以考虑与他人分享这项活动。我们试图在活动设计、材料、环境和调解等方面做出调整,以支持学习者在自己的过程和想法的发展。以下是我们在Tinkering工作室或其他教育者在各种会议上设立这个研讨会时考虑的一些事情。您可以调整和修改这些元素以适应您的空间和受众。

协作环境

当我们为研讨会建立一个环境时,我们不想主要关注计算机,而是把它们作为另一个工具,与分享的材料和鼓舞人心的例子。我们的狗骨形状的桌子通常有助于更多的合作和想法分享,这在基于屏幕的活动中是一个更大的挑战,因为它不太容易看到别人的工作。

例子和灵感

在房间入口附近,我们创建了一个“好奇角落”,以展示活动的一些可能扩展。我们包括了使用微细芯片的纸电路的例子,一些更艺术的纸电路的例子和nicole的模拟铜冠,它使用光传感器和RGB led在一个有趣的物理安排。

成对工作

在这里的研讨会上,我们要求他们两人一组,我认为这对推进探索很有帮助。让人们参与一个共享的调查,可以让他们交流他们觉得更舒服的东西,并互相学习。将物理世界中的对象与scratch编程结合起来,给了人们更多的动手思考的空间,并允许合作伙伴共享问题空间。

材料

对于一个研讨会,我们准备至少三个单LED卡和每组每个额外组件(RGB LED,纸怪物,开关和传感器)的一个或两个。

共享和反射

我们总是在研讨会结束时分享结果和想法,看到每个小组如何在涉及按钮、声音和传感器的独特调查中工作真的很酷。虽然我们只有一些简单的例子,但故事和故事叙述开始出现。与任何修补活动一样,我们正在寻找反映每个小组过程的不同结果。

步骤10:把它变成你自己的!

这是一个实验活动,我们已经做了几个月,我们继续尝试不同的材料,提示,和项目。我们希望您能尝试不同的电子元件、制作开关的有趣方法、新型输出以及led的不同排列方式。让我们知道你如何重新组合和修改这个活动,以便我们可以继续了解什么是可能的纸电路,arduino和scratchx编程。

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    3评论

    0
    休斯鞋头

    4年前

    必须是电路竞赛的有力竞争者!

    0
    休斯鞋头

    4年前

    伟大的项目!谢谢你贴得这么清楚。