Kit di apprendimento per l'elettronica fai-da-te: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:04

Volevo creare un kit di apprendimento dell'elettronica adatto a bambini dai 12 anni in su. Non è niente di speciale come i kit di Elenco, ad esempio, ma può essere facilmente fatto a casa dopo una rapida visita a un negozio di componenti elettronici. Questo kit di autoapprendimento inizia con l'istruzione delle basi dell'elettronica fino a quando lo studente non attiva un allarme del rilevatore di movimento. Inoltre è molto sicuro poiché tutti i circuiti sono alimentati da una batteria da 9 volt. E il libretto di apprendimento che lo accompagna è già fornito con articoli da vari siti Web (ho dato loro credito nel PDF fuori corso) quindi tutto ciò che devi fare è costruire questo kit con l'opzione di espanderlo. Funziona semplicemente collegando diverse clip a coccodrillo per formare un circuito.

Strumenti di cui avrai bisogno: -

1- Saldatore 2- Saldatore 3- Tagliafili 4- Spellafili 5- Tagliafili (per tagliare parti extra di cavi e fili dopo aver saldato i componenti) 6- Nastro adesivo trasparente 7- Nastro adesivo colorato (per estetica) 8- Penna 9 - Colla per legno 10- Accesso alla stampante (opzionale) 11- Trapano 12- Punta da trapano 13- Forbice per tagliare la carta 14- Smerigliatrice angolare (nel caso in cui tagli tu stesso la tavola di legno) 15- Multimetro (opzionale)

Componenti/materiali di cui avrete bisogno:-

1- 1 x tavola di legno (lunghezza * larghezza = 20 * 30 cm, altezza = 1 cm) 2- 2 x chiodi di metallo (il più sottile è il migliore) 3- 5 x fogli A4 (usarne 70 di più nel caso si desideri stampare il Libretto didattico anche) 4- 2 x PCB (Dot Matrix) (9 cm * 14,5 cm) 5- 1 x Arduino Nano + 1 x Cavo USB (Mini-B) 6- 1 x Micro Servomotore‏ 7- 1 x HC-SR501 Modulo sensore PIR piccolo 8- 1 x motore CC piccolo (NON QUELLO GIALLO!) 9- 1 x cicalino standard piccolo 10- 1 x supporto batteria 9V - PRT-10512 11- 1 x potenziometro 5k Ohm 12- 1 x Condensatore ceramico da 10 nano Farad (103) 13- 1 x Condensatore elettrolitico da 100 micro Farad da 50 Volt 14- 1 x Condensatore elettrolitico da 470 micro Farad da 50 Volt 15- 1 x Condensatore elettrolitico da 1000 micro Farad da 50 Volt 16- 1 x Transistor NPN 2N2222 17- 1 x Diodo 1N4001 18- 1 x 5mm Fotocellula Fotoresistenza Sensore di luce LDR 19- 1 x Resistenza da 1 k Ohm 20- 1 x Resistenza da 2,2 k Ohm 21- 2 x Resistenza da 4,7 k Ohm (opzionale) 22- 2 x Resistenza da 10 k Ohm 23-5 x 470 Ohm Resistore 24- 2 x interruttore a pulsante tattile (scegliere quelli con 2 cavi NON 4) 25- 1 x 5 mm LED arancione (o giallo) 26- 1 x 5 mm LED rosso 27- 3 x 5 mm LED verde 28- 35 x clip a coccodrillo (alligatore) 29- 1 x 555 IC (opzionale) 30- 1 x confezione di cavi piccoli

Passaggio 1: la tavola di legno, il portabatteria e i chiodi

O prendi un carpentiere per tagliarti la tavola con le dimensioni menzionate (20 * 30 cm) o tagliala tu stesso usando una smerigliatrice angolare, avrai bisogno di un righello per misurare un pennarello per la marcatura e di indossare occhiali di sicurezza e guanti per la protezione se l'hai fatto.

Usa il tagliafili Per tagliare il cavo jack dal supporto della batteria, quindi usa la spelafili per spellare i piccoli fili neri e rossi che erano all'interno del cavo jack, assicurati di spellarli abbastanza a lungo in modo che possano essere avvolti attorno al metallo unghie per il passaggio successivo. Applicare la colla sul retro del supporto della batteria e incollarlo al suo posto nella tavola di legno.

Secondo il piano di posizionamento del disegno approssimativo che ho disegnato, il supporto della batteria dovrebbe trovarsi all'estrema destra della lavagna, quindi mettilo lì e usa un pennarello o una penna per segnare 2 punti dopo i fili nero e rosso, usa il trapano per fare buchi in questi 2 punti e assicurati che i fori siano un po' più stretti dei chiodi, metti la colla per legno dentro e intorno ai fori e poi inserisci i chiodi, lascialo asciugare per un po' di tempo e poi avvolgi le parti spellate del nero e fili rossi uno su ogni unghia e poi saldare i fili alle unghie questo può rendere le unghie molto calde e la colla potrebbe diventare morbida per un po' fino a quando il calore non se ne va, quindi cerca di non toccare o spostare le unghie fino a quando non hai finito di saldare e lasciarlo per un po'.

Passaggio 2: le clip a coccodrillo e i PCB

Usa il tagliafili e la spellafili per tagliare e spellare le clip a coccodrillo dal centro di ogni filo in modo che siano pronte per la saldatura successiva. Inizia a saldare ogni componente secondo il piano di posizionamento del disegno che ho disegnato, salda ogni componente separatamente e nota che alcuni componenti sono saldati ad altri (i resistori di limitazione della corrente sono saldati da un'estremità ai LED e i resistori di pull-up sono saldati da un'estremità agli interruttori a pulsante), notare inoltre che 1 PCB è orizzontale e l'altro è verticale per consentire spaziatura adeguata tra tutti i componenti. Per il PCB contenente l'Arduino Nano hai la possibilità di non saldare tutti i pin, sentiti libero di saldare solo quelli indicati in planimetria o di aggiungerne o modificarne altri, inoltre lascia un'adeguata spaziatura tra l'Arduino Nano ed i motori e sensore e buzzer e attenzione al cavo USB. Guarda le immagini per vedere come sono distanziati. Il servomotore è posizionato accanto ad Arduino e i 2 LED verdi sono sopra di esso. Per l'Altro PCB vedere come i componenti sono saldati in linee diverse e cercare di dare spazi uguali tra ogni linea. Dopo aver finito di saldare i componenti, inizia a saldare completamente le clip a coccodrillo precedentemente tagliate e spellate accanto a tutti i cavi dei componenti o pin fino a quando ogni componente (eccetto quelli già saldati ad altri) ha una clip a coccodrillo saldata accanto ad essa. Puoi aggiungere l'IC 555 e fare lo stesso se lo desideri, ma questa è solo un'espansione opzionale. Per il servomotore dovrai tagliare e spellare i fili per renderli adatti alla saldatura. Per il modulo PIR dovrai prima saldare piccoli fili ad esso stessa cosa con il motore CC a cui devi saldare 2 fili prima di saldarlo al PCB. Potresti voler testare alcuni componenti utilizzando un multimetro per verificare la presenza di cortocircuiti/ponti di saldatura indesiderati o collegando i morsetti a coccodrillo di alcuni componenti ai chiodi della scatola della batteria per vedere se funzionano o meno (es. i LED che sono interconnessi alle resistenze da 470 ohm, al motore in cc, al cicalino (si noti inoltre che il tipo di batteria potrebbe influire sulla qualità dell'uscita del cicalino).

Passaggio 3: mettere tutto insieme

Dopo aver finito di saldare tutti i componenti e le clip a coccodrillo a tutti loro, tagliare tutte le parti extra della saldatura e portare anche i PCB dal suo lato inferiore, quindi applicare la colla su di essi e posizionare i 2 PCB uno orizzontale e uno verticale sulla tavola di legno come mostrato nel disegno di posizionamento. Potrebbe essere necessario continuare a premere i 2 PCB sulla tavola di legno per alcuni istanti finché non si attacca. Lasciarlo asciugare per un po'. Fai la stessa cosa con il servo (ricordati di metterlo vicino al PCB con l'Arduino Nano), il motore DC il modulo PIR (cioè metti la colla sul retro e attaccali alla scheda, e lasciali asciugare per un po').

Passaggio 4: estetica ed etichette

Dopo esserti assicurato che tutto sia incollato alla lavagna, inizia a utilizzare il nastro adesivo colorato, scegli un colore che andrà bene per apporre etichette di carta in seguito. Coprire tutta la scheda dalla parte anteriore e posteriore con il nastro, MA lasciare i componenti visibili e lasciare un piccolo spazio per le clip a coccodrillo in modo che possano essere spostate liberamente. Dopodiché stampi le etichette con i loro numeri sui punti secondo l'ordine mostrato nel piano di posizionamento, avrai bisogno di una stampante per questo e ho fornito le immagini per le diverse linee per uno dei 2 PCB, per l'altro PCB (quello con l'Arduino)) Puoi semplicemente usare il nastro trasparente per attaccare la carta bianca (dopo averla tagliata a piccole strisce e averci scritto i numeri e le etichette ovviamente). Oppure puoi scriverlo per i 2 PCB e non stampare nulla ma assicurati che tutto sia visibile (i simboli schematici, i numeri, i punti). Puoi scaricare le etichette di stampa da qui.

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In caso di confusione, tornare al libretto per vedere come vengono utilizzati i punti per costruire circuiti.

Passaggio 5: il libretto didattico di istruzioni

Puoi scegliere di stampare il libretto o utilizzare il suo PDF. Ad ogni modo non posso ripeterlo abbastanza. NON ricevo alcun credito per tutto il materiale scientifico contenuto in questo opuscolo. Tutti gli articoli che spiegano come si muovono gli elettroni, o come funzionano i transistor o diversi programmi Arduino sono stati scritti da altre persone su Internet in vari articoli che ho raccolto e basta! Ho dato a tutti loro credito all'interno di alcuni articoli e alla fine del libretto e ho appena scritto le prime pagine e l'ultima pagina oltre ad alcuni commenti che collegano gli argomenti tra loro in una sequenza di apprendimento e raccontano il studente su come collegare i fili del coccodrillo per realizzare un circuito relativo a un argomento specifico nel libretto. L'opuscolo è fornito sia in inglese che in arabo, puoi scaricarlo dai seguenti link e sentirti libero di tradurlo in altre lingue.

drive.google.com/file/d/1TbqTxQfpgwg2C619w…

drive.google.com/file/d/1N1tOYIM0eTQ_Qgcf3…