Elektroonika ja Arduino interaktiivne töötuba lastele ja noortele

Meie elu on täis elektroonikat, kuigi me seda igapäevaselt ei märka või ei näe. Paljude jaoks on elektroonika hirmutav sõna. See on sõna täis arusaamatusi ja teadmatust. Mis ei peaks üldse nii olema.

Mõnikümmend aastat tagasi oli elektroonika eraldiseisev toode. Tänapäeval varundavad elektroonikat mikroarvutid kõigis meie kodumasinates, autodes ja igapäevaselt kasutatavates esemetes… Seetõttu usume, et on oluline mõista, kuidas need üksteisega suhelda saavad.
Meie elektroonika ja kodeerimise ABC-s soovisime mõlemat demüstifitseerida.

Me kasutasime elektroonika, “mikroarvuti” ja selle aluseks oleva koodi simuleerimiseks veebitööriista. See tööriist on TinkerCad. Igaüks saab luua palju prototüüpe ja simuleerida tulemust, muretsemata kunagi millegi purunemise või katki tegemise pärast.

Tegime otsa lahti ja selgitasime, mis on elektrooniline lülitus, mis on põhikomponendid ja kuidas neid üldse omavahel paigaldada.

Lisasime ka nupud ja potentsiomeetrid, et saaksime muuta LED-i intensiivsust. Jällegi, kõik on tehtud simulatsioonis. Veateadetega, kui midagi on valesti.

Kui saime aru, kuidas põhiskeemid on tehtud, hakkasime “leivalaudu” tutvustama. Ei, see pole halb sõna :) Leivalauad on spetsiaalselt loodud elektrooniliste komponentide ühendamise hõlbustamiseks (ühendused on juba tehtud konstruktsiooni sees, nii et juhtmeid on vaja vähem). Samuti õpetame Vivitas lastele jootmist. Usume, et ka see on oluline teadmine. Kuid leivaplaadi kasutamine võimaldab teil testida, kas teie vooluahel töötab ilma jootmiseta, nii et saate ikkagi lihtsalt traati või komponenti vahetada… Ja siis on aeg jootmiseks.

Kui need kaks teadmist olid tutvustatud, tutvustasime mikrokontrollerite plaate nimega “Arduino”. Alates kümnendi tagusest Raspberry Pi revolutsioonist (tõeline arvuti 30 dollariga, mis võimaldab teha väikeseid kontoritöid) on ettevõtted loonud veelgi lihtsamaid tahvleid (10 dollarit). Need mikrokontrollerid, nagu Arduino, on kodeeritud tegema ainult ühte ülesannet / koodi. See on kõik. Ja seal on nende tugevus. Toide ON, see töötab peaaegu koheselt.

Ettevõtted on loonud mitu mikrokontrolleri plaati, millel on erinevad kasutusalad (ühenduvus, toitejuhtimine, andurid kaasas…), kuid üks kuulsamaid kaubamärke on Arduino. Neid on ka mitmes vormingus. Oma simulatsioonis kasutasime kuulsat Arduino UNO-d.

Tõeline Arduino UNO üleval ja “simuleeritud” versioon all TinkerCadis

Arduino on suurepärane, kuna saate sellega ühendada mitu andurit ja täiturmehhanismi (neist 100):

• Andurid: heledus, kohalolek, niiskus, leek, gaas, aur,…
• Täiturid: mootorid, LED-id, servod, LCD-ekraanid, elektromagnetid….

Ja jällegi saate TinkerCadis paljusid neist simuleerida
Siin tuleb taas LED-ahel, mida nüüd juhib Arduino. Tuled lülituvad automaatselt sisse ja välja.

Järgmisena tuleb sisse kodeerimine, et luua loogikat. TinkerCad kasutab sama plokkkodeerimisliidest nagu Scratch (mida üldiselt õpetatakse koolis ja mida soovitavad tungivalt ka meie Vivita mentorid). Kuid samal ajal näitab see ka “päris” koodi, mille see genereerib, et panna Arduino tööle (“C++” keeles), et saaks kodeerida otse Arduino emakeeles.

Kokkuvõtteks võib öelda, et enamik meie vivinaute alustas seda töötuba sama koodiga:

• Valgus silmades = VÄLJAS
• Tabamus = MAX
• Küsimusi = PALJU

Kuid uskuge mind, nad kõik lõpetasid sama koodiga:

• Valgus silmades = MAX
• Õnn koletise vallutamise üle = MAX
• Järgmised sammud = JAH
• Saab igal ajal kodus jätkata = JAH (aitäh TinkerCad)

Tekst ja fotod: Vivita Estonia
April 2023