Misura la velocità del vento con i circuiti Micro:bit e Snap: 10 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Storia

Mentre mia figlia ed io stavamo lavorando su un anemometro per progetti meteorologici, abbiamo deciso di estendere il divertimento coinvolgendo la programmazione.

Cos'è un anemometro?

Probabilmente ti stai chiedendo cos'è "anemometro". Beh, è un dispositivo che misura la forza del vento. L'ho visto spesso negli aeroporti, ma non ho mai saputo come si chiama.

Abbiamo estratto il nostro set di circuiti a scatto e abbiamo deciso di utilizzare il motore del kit. Abbiamo usato 2 bastoncini artigianali dalle nostre forniture artigianali per i bracci dell'elica. Ho fatto un buco nel mezzo di ognuno con un punteruolo. Mettiamo i bastoncini uno sopra l'altro con un po' di colla tra di loro per fissarli formando e "X". Quindi, tagliamo un rotolo di carta igienica in quattro pezzi uguali e facciamo un buco in ognuno con un taglierino. Quindi, abbiamo infilato i bastoncini attraverso i pezzi di carta igienica e abbiamo attaccato l'elica dei bastoncini al motore.

Forniture

1. BBC Microbit
2. Snap: bit
3. Snap Circuits Jr.® 100 esperimenti
4. Bastoncini artigianali
5. Rotolo artigianale (dalla carta igienica)
6. Punteruolo per graffi

Passaggio 1: guarda come è costruita l'elica per l'anemometro

Il nostro anemometro prende in prestito l'idea per l'elica del rotolo di carta dal video qui sopra.

Passaggio 2: perforare i bastoncini artigianali

• Prendi i due bastoncini artigianali.
• Trova il centro di ciascuno dei bastoncini artigianali.
• Perforare con cura un foro con un punteruolo al centro di ogni bastoncino artigianale. Fare attenzione a non allentare il foro perché lo stick deve far girare il motore.

Passaggio 3: inserire il motore dei circuiti a scatto nei bastoncini artigianali

• Spingi il motore dai circuiti a scatto impostati nei fori dei bastoncini.
• Metti i bastoncini perpendicolari l'uno all'altro.

Passaggio 4: ritaglia le quattro ali dell'elica

• Prendi il rotolo di carta e dividilo in due pezzi uguali con una matita.
• Taglia lungo la linea e poi taglia ciascuno dei due pezzi in due come mostrato nell'immagine.

Passaggio 5: metti le ali del rotolo di carta sui bastoncini artigianali

• Usa un taglierino e fai delle fessure in ogni pezzo di rotolo di carta quanto basta per infilare un bastoncino all'interno.
• Metti un pezzo di rotolo di carta su ciascuno dei bastoncini artigianali.

Passaggio 6: crea lo schema

Usa questo schema.

Passaggio 7: mettilo insieme

Aggancia tutti gli elementi come mostrato sopra.

Consiglio:

Il motore produce elettricità quando l'albero ruota verso l'estremità positiva del motore. Se il (+) è sul lato destro, l'albero deve ruotare in senso orario. Se il (+) è sul lato sinistro, l'albero deve ruotare in senso antiorario. Testare la direzione di rotazione dell'elica soffiandovi dell'aria. Assicurati che ruoti nella direzione corretta. Altrimenti, regolare i pezzi del rotolo di carta.

Passaggio 8: codice

Il codice sopra legge il segnale (la velocità del vento) ricevuto sul pin P1 (il pin a cui è collegato il motore) e visualizza il risultato sul display del micro:bit.

Puoi creare il codice da solo nell'editor MakeCode. Troverai il blocco "pin di lettura analogica" nella sezione Avanzate > Pin.

Il blocco "grafico a barre del grafico" si trova nella sezione Led. In alternativa, apri qui il progetto pronto.

Passaggio 9: come funziona

Questo progetto sfrutta il fatto che i motori possono generare elettricità.

Di solito, usiamo l'elettricità per alimentare il motore e creare un movimento rotatorio. Questo è possibile grazie a qualcosa chiamato magnetismo. La corrente elettrica che scorre in un filo ha un campo magnetico simile a quello dei magneti. All'interno del motore c'è una bobina di filo con molti anelli e un albero con un piccolo magnete attaccato ad esso. Se una corrente elettrica sufficientemente grande scorre attraverso gli anelli di filo, creerebbe un campo magnetico abbastanza grande da spostare il magnete, il che farebbe ruotare l'albero.

È interessante notare che il processo elettromagnetico sopra descritto funziona anche al contrario. Se facciamo girare a mano l'albero del motore, il magnete rotante ad esso collegato creerà una corrente elettrica nel filo. Il motore ora è un generatore!

Naturalmente, non possiamo girare l'albero molto velocemente, quindi la corrente elettrica generata è molto piccola. Ma è abbastanza grande da consentire al micro:bit di rilevarlo e misurarlo.

Ora chiudiamo lo Slide Switch (S1). Il Portabatterie (B1) alimenta il micro:bit attraverso il pin 3V. Il ciclo "per sempre" nel micro: bit inizia l'esecuzione. Ad ogni iterazione, legge il segnale dal pin P1 e lo visualizza sullo schermo LED.

Se ora soffiassimo aria sull'anemometro, gireremmo il motore (M1) e genereremmo corrente elettrica, che fluirà al pin P1.

La funzione "analog read pin P1" sul micro:bit rileverà la corrente elettrica generata e, in base alla quantità di corrente, restituirà un valore compreso tra 0 e 1023. Molto probabilmente, il valore sarà inferiore a 100.

Questo valore viene passato alla funzione "traccia grafico a barre" che lo confronta con il valore massimo 100 e accende sullo schermo micro:bit tanti led quanto è la proporzione tra il valore letto e il valore massimo. Maggiore è la corrente elettrica inviata al pin P1, più LED si accendono sullo schermo. Ed è così che misuriamo la velocità del nostro anemometro.

Passaggio 10: divertiti

Ora che hai completato il progetto fai saltare l'elica e divertiti. Ecco i miei figli che cercano di segnare un record di raffiche di vento.