क्या मेकरबिट आपको अपने क्रिसमस ट्री के नीचे पानी की जांच करने की याद दिला सकता है?: 7 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

एक ताजा कटा हुआ पेड़ कई घरों में पारंपरिक अवकाश सजावट है। इसे ताजे पानी के साथ आपूर्ति करना आवश्यक है। क्या ऐसा आभूषण रखना अच्छा नहीं होगा जो आपको अपने पेड़ के नीचे पानी की जाँच करने की याद दिलाने में मदद कर सके?

यह प्रोजेक्ट एक श्रृंखला का हिस्सा है जिसमें दिखाया गया है कि हमारे दैनिक जीवन में कम्प्यूटेशनल रूप से सक्षम डिवाइस कैसे काम करते हैं। यह एक मेकरबिट का उपयोग यह प्रदर्शित करने के लिए करता है कि कैसे एक साधारण जल स्तर डिटेक्टर एक पेड़ के आकार के आभूषण में रोशनी के साथ निम्न जल स्तर का संकेत दे सकता है। हमारे द्वारा अनुसरण किए गए चरण नीचे दिखाए गए हैं।

सावधानी: यह केवल एक अवधारणा का प्रदर्शन है। यहां दिखाया गया असेंबली असली पेड़ को सूखने से रोकने के लिए डिज़ाइन या इरादा नहीं है। इससे पहले कि आप यह तय करें कि असली पेड़ के साथ किसी जल-स्तर सेंसर का उपयोग करना है या नहीं, आपको नीचे चरण 6 में सुरक्षा सूचना पढ़नी चाहिए।

चरण 1: घटकों को इकट्ठा करें

• रोजर वैगनर का मेकरबिट+आर
• माइक्रो:बिट कंट्रोलर (वास्तविक नियंत्रक मेकरबिट+आर स्टार्टर किट में शामिल है। माइक्रो:बिट पर दिखाया गया प्लास्टिक केस एक्सेसरी अलग से बेचा जाता है। उदाहरण के लिए, यह लिंक अमेज़ॅन पर बेचा गया एक दिखाता है।)
• रिबन केबल (शामिल)
• 9-वोल्ट बैटरी कनेक्टर (शामिल)
• 9v बैटरी (शामिल है, लेकिन आसानी से उपलब्ध भी है)
• वाटर सेंसर (हमारा एलीगो 37-सेंसर किट में आया था। ऑनलाइन अलग से उपलब्ध है।)
• दोनों सिरों पर महिला संपर्कों के साथ 3 जम्पर तार। (शामिल)
• कुछ एल ई डी (शामिल; नीचे अन्य तस्वीरों में दिखाया गया है)

चरण 2: सब कुछ ऊपर हुक करें

ए मेकरबिट कनेक्शन

माइक्रो: बिट को मेकरबिट में पुश करें। प्रोग्रामिंग उद्देश्यों के लिए आपको अपने कंप्यूटर से कनेक्ट करने के लिए इसके साथ आने वाली USB केबल की आवश्यकता होगी। इसे प्रोग्राम करने के बाद, आप डिवाइस को केवल 9-वोल्ट बैटरी से चला सकते हैं।

एल ई डी 11-16 के लिए मिश्रित एलईडी रिबन केबल को ब्लैक सॉकेट हेडर में प्लग करें। तीन जम्पर तारों के 3-सॉकेट कनेक्टर को A0 लेबल वाली पंक्ति पर पिन हेडर पर काले, लाल और सफेद पोस्ट पर प्लग करें। काला GND (ग्राउंड) के लिए है, लाल +5v के लिए है, और सफेद "सिग्नल" के लिए है, जो एनालॉग पिन 0 होगा)।

अभी बैटरी कनेक्ट करने का समय नहीं है, लेकिन दूसरी तस्वीर से पता चलता है कि यह कहाँ जाएगी।

बी नमी सेंसर कनेक्ट करें

तारों के दूसरे सिरों को एक विशिष्ट तरीके से सेंसर के तीन पिनों पर जाने की जरूरत है, जैसा कि तीसरी तस्वीर में दिखाया गया है। "S" लेबल वाले पिन को मेकरबिट पर सफेद पोस्ट से कनेक्ट करें। "+" पिन को लाल पोस्ट से कनेक्ट करें। अंत में, "-" पिन को ब्लैक पोस्ट से कनेक्ट करें। हमने अच्छे क्रम को बनाए रखने में मदद के लिए तारों के समान रंग का इस्तेमाल किया।

सी. एलईडी को रिबन केबल में डालें

हम 4 बत्तियों का उपयोग कर रहे हैं: एक लाल, एक पीली, दो हरी। ध्यान दें कि प्रत्येक एलईडी में दो पिन होते हैं। एक पिन दूसरे से छोटा होता है। शॉर्ट पिन पर ध्यान दें। यह उस तरफ कनेक्टर में जाता है जिसमें छोटा त्रिकोण होता है।

इस प्रोजेक्ट में कोड केबल के बीच में चार कनेक्टर का उपयोग करता है, पिन 11, 12, 13, और 14 के लिए। मेकरबिट पर ब्लैक सॉकेट द्वारा लेबल की जांच करें, यह देखने के लिए कि प्रत्येक पिन नंबर के साथ पिन की कौन सी जोड़ी जाती है।. फिर केबल का अध्ययन करके देखें कि तार पिन से कैसे संबंधित हैं। संकेत: श्वेत-श्याम जोड़ी पिन 12 से जुड़ती है। तस्वीरें दिखाती हैं कि किस तार का उपयोग करना है।

पांचवीं तस्वीर में सब कुछ जुड़ा हुआ है और जाने के लिए तैयार है।

चरण 3: योजना को समझें

इस परियोजना में पानी के सेंसर में विद्युत संपर्कों का एक जाल है जो सभी को एक दूसरे से थोड़ा अलग रखा जाता है। सूखने पर, यह एक खुले स्विच की तरह होता है। गीला होने पर, पानी संपर्कों के बीच बिजली का संचालन करता है। यह जितना गहरा होता है, उतने ही अधिक संपर्क गीले हो जाते हैं और बिजली का संचालन करने में सक्षम हो जाते हैं। इस तरह, सेंसर पानी के स्तर को बिजली के प्रवाह के प्रतिरोध के रूप में इंगित कर सकता है जो गहराई में बदलाव के साथ बढ़ता या घटता है। सेंसर पर कुछ सरल अतिरिक्त सर्किटरी होती है जो नमी के प्रति डिटेक्टर की संवेदनशीलता को बढ़ाती है, और नमी की मात्रा को माइक्रो: बिट (मेकरबिट के माध्यम से) के एनालॉग पिन को एक संख्या के रूप में रिपोर्ट करती है।

शून्य का मतलब है कि सेंसर सूखा है, यानी सबसे बड़ा प्रतिरोध है। शून्य से अधिक संख्या का अर्थ है कि सेंसर पानी का पता लगाता है। पानी जितना गहरा होगा, संख्या उतनी ही अधिक होगी। जैसे-जैसे संख्या बढ़ती है, हम रोशनी चालू करते हैं, और संख्या घटने पर उन्हें बंद कर देते हैं।

हमारे परीक्षणों से पता चला है कि जल स्तर में बदलाव के जवाब में सेंसर रीडिंग उम्मीद के मुताबिक बढ़ती और घटती है। जब पानी कम हो जाता है तो यह अधिक संवेदनशील हो जाता है और बहुत स्पष्ट रूप से इंगित करता है कि यह कब सूखा है। यह पानी की स्थिति का एक सामान्य विचार बनाने के लिए पर्याप्त जानकारी प्रदान करता है। गहरे जल स्तर को सटीक रूप से मापने के लिए हम इस सेंसर पर भरोसा नहीं करेंगे। शुक्र है, हमें अपने उद्देश्यों के लिए सटीक गहराई जानने की आवश्यकता नहीं है।

चार एल ई डी के साथ एक साधारण डिस्प्ले हमें बता सकता है कि कब पेड़ को अधिक पानी की आवश्यकता हो सकती है। हमारे पास आधार पर एक लाल एलईडी है, फिर एक पीले रंग की, दो हरे रंग के साथ सबसे ऊपर है। इन लाइटों को चालू और बंद करने की योजना है क्योंकि पेड़ के नीचे का जल स्तर ऊपर और नीचे जाता है। हरा इंगित करता है कि पानी मौजूद है। पीला कम पानी का सुझाव देता है। लाल का अर्थ है सूखा।

चरण 4: प्रदर्शन बनाएँ

यह हिस्सा आपकी कल्पना पर छोड़ दिया गया है। हमने जो किया वो हम दिखाएंगे। आप किसी पुराने ग्रीटिंग कार्ड या लगभग किसी भी चीज़ का उपयोग कर सकते हैं।

एक छोटे से पेड़ को काटें और चार एल ई डी को पकड़ने के लिए छेद करें। एलईडी को आभूषण के पीछे से धक्का दें, लेकिन सभी तरह से नहीं, बस एलईडी के आधार पर होंठ तक। एल ई डी को पीछे की तरफ टेप के साथ रखें। एल ई डी कैसे स्थापित करें, इस बारे में उपयोगी विवरण के लिए यह लिंक देखें।

चरण 5: कोड

मेककोड ऑनलाइन ब्लॉक-शैली संपादक इस परियोजना के लिए बहुत अच्छा काम करता है। चित्र कोड का एक स्क्रीनशॉट दिखाता है।

आप एक ब्राउज़र विंडो में संपादक को खोल सकते हैं, जिसमें कोड पहले से ही संपादन के लिए तैयार है, इस लिंक का उपयोग करके: https://makecode.microbit.org/#pub:_H5h9T7KasE46। कोड क्या करता है?

स्टार्ट सेक्शन में, यह माइक्रो: बिट को इसके बिल्ट-इन एलईडी डिस्प्ले का उपयोग नहीं करने के लिए कहता है। यह निर्देश हमारे प्रोजेक्ट में उपयोग करने के लिए डिजिटल पिन को मुक्त करता है। फिर यह अन्य तीन एलईडी को बंद करते हुए लाल एलईडी को (पिन 11) चालू करता है।

फॉरएवर सेक्शन में, यह पिन 0 पर सेंसर से आने वाले संख्यात्मक मान को पढ़ता है। फिर "अगर … फिर" ब्लॉक की एक श्रृंखला इस मान की तुलना (कुछ हद तक मनमाना) स्थिरांक से करती है जिसे हमने सेंसर को पानी में और बाहर डुबो कर प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित किया था। इन स्थिरांकों के लिए विभिन्न मूल्यों के साथ आगे प्रयोग करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें।

जैसे-जैसे सेंसर का मान बड़ा होता जाता है, प्रोग्राम अधिक एल ई डी चालू करता है। जैसे-जैसे मान छोटा होता जाता है, यह उन्हें बंद कर देता है।

हमेशा के लिए लूप में पॉज़ ब्लॉक को शामिल करना अच्छा कोडिंग अभ्यास है। विराम सूक्ष्म: बिट को अन्य चीजों पर थोड़े समय के लिए काम करने का अवसर देता है। यह कोड एक सेकंड के बराबर 1, 000 मिलीसेकंड के लिए रुकता है, जिसका अर्थ है कि हम एक मिनट में 60 बार जल स्तर की जाँच कर रहे हैं।

कोड को संकलित करने के लिए MakeCode संपादक का उपयोग करें, फिर इसे मेकरबिट पर अपलोड करें। यह लिंक कैसे करना है इसके लिए आधिकारिक गाइड से जुड़ता है।

चरण 6: इसे जांचें !

बैटरी को मेकरबिट से कनेक्ट करें और सेंसर को थोड़े पानी में डालें। पानी में केवल धातु की पट्टियों के साथ अंत डालने के लिए सावधान रहें। इलेक्ट्रॉनिक घटकों को अंत में सूखा रखें जहां तार जुड़ते हैं।

यह सुरक्षा सूचना पढ़ें: एक सूखा पेड़ आग का खतरा है। यह आग पकड़ सकता है और आपके घर को जला सकता है। आपको यह तय करने के लिए पूरी तरह से जल-स्तर सेंसर पर निर्भर नहीं होना चाहिए कि आपके पेड़ को कब पानी की आवश्यकता है। इस लेख में वर्णित असेंबली केवल उदाहरण के लिए है, जिसका उद्देश्य यह दिखाना है कि जल-स्तर सेंसर रोजमर्रा के उपयोग में कैसे कार्य कर सकते हैं। हालाँकि, इस तरह के उपकरण एक पेड़ को सूखने से नहीं बचा सकते हैं। आपको अभी भी अपने पेड़ की दृष्टि से जांच करने और हर समय एक सुरक्षित नज़र बनाए रखने की आवश्यकता होगी ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि आपके पेड़ में वह पानी है जिसकी उसे आवश्यकता है।

सेंसर को अपने पेड़ के नीचे जलाशय में रखें और डिस्प्ले सेट करें जहां आप इसे देख सकते हैं। जब आप नियमित रूप से अपने पेड़ की जांच करते हैं, तो ध्यान दें कि पानी के स्तर में बदलाव के साथ एल ई डी कैसे बदलते हैं। जानकारी आपको यह जानने में मदद कर सकती है कि सेंसर कैसे काम करते हैं, और आपको अपने पेड़ के नीचे पानी की जांच करने के लिए याद दिलाने में मदद कर सकते हैं।

चरण 7: शिक्षकों के लिए: स्टीम चुनौतियां और सुझाए गए मानक

भाप की चुनौतियां

निर्माता चुनौती: डिस्प्ले पर जाने वाले तारों का विस्तार करें, ताकि आप वास्तव में इसे एक वास्तविक पेड़ में ऊपर लटका सकें।

टूल चैलेंज: अपने मेकरबिट को जानें! आप मेकरबिट के ब्लैक बॉक्स कनेक्टर से जुड़े सॉकेट और केबल का उपयोग करके एल ई डी को मेकबिट के किसी भी डिजिटल पिन से कनेक्ट कर सकते हैं। इस उदाहरण में 11 से 14 तक की संख्या का उपयोग किया गया है। क्या आप अलग-अलग पिनों का उपयोग करने के लिए सेटअप और कोडिंग को बदल सकते हैं, संख्या 5 से 8 तक?

विज्ञान चुनौती: सेंसर के व्यवहार की जांच करें। निम्नलिखित प्रयोग करें।

1. सेंसर को अच्छी तरह से सुखाएं, फिर इसे मापे गए चरणों में पानी में डालें, उदाहरण के लिए एक बार में एक मिलीमीटर। उस गहराई को रिकॉर्ड करें जिस पर प्रत्येक प्रकाश चालू होता है।
2. सेंसर को फिर से अच्छी तरह सुखा लें। फिर इसे धातु की पट्टियों के ऊपर तक पानी में डुबो दें। इसे मापा चरणों में निकालें, जैसे कि एक बार में एक मिलीमीटर। उस गहराई को रिकॉर्ड करें जिस पर प्रत्येक प्रकाश बंद हो जाता है।
3. आपके द्वारा एकत्र किए गए डेटा का आकलन करें। क्या रोशनी दोनों दिशाओं में समान जल स्तर पर प्रतिक्रिया करती है? यदि संख्याएँ मेल नहीं खाती हैं, तो आपके द्वारा देखे जाने वाले व्यवहार के लिए संभावित स्पष्टीकरणों की एक सूची बनाएं।

गणित चुनौती: पानी को प्रति मिनट या प्रति घंटे एक बार जांचने के लिए मिलीसेकंड की संख्या की गणना करें जिसे आपको पॉज़ ब्लॉक में रखना होगा।

इंजीनियरिंग चुनौती: इस उपकरण का उपयोग करने के विभिन्न तरीकों के बारे में सोचें। क्या इस उपकरण के वास्तविक अनुप्रयोग में विसर्जन दिशा के परिणामस्वरूप रीडिंग में अंतर होगा? क्यों या क्यों नहीं?

तकनीकी चुनौती: मेकरबिट पर गोल प्लग आपको छह से बारह वोल्ट से कहीं भी प्रत्यक्ष वर्तमान बिजली स्रोत को जोड़ने की अनुमति देता है। नौ वोल्ट की छोटी बैटरी लंबे समय तक नहीं चल सकती है। जल संवेदक को लगातार चालू रखने के लिए आप किस अन्य शक्ति स्रोत से जुड़ सकते हैं?

कोडिंग चुनौती: आप कोड को कैसे बदलेंगे ताकि केवल एक एलईडी लाइट जले: जल स्तर के आधार पर हरा, पीला, या लाल? यदि आप कोड में स्थिरांक बदलते हैं तो प्रदर्शन व्यवहार कैसे बदलता है?

कला चुनौती: प्रदर्शन आभूषण को सजाने के लिए, या कुछ और डिजाइन करें जो पूरी तरह से अलग दिखता है! एक अच्छे डिस्प्ले डिज़ाइन का परीक्षण यह है कि यह जानकारी को स्पष्ट करता है।

मानकों

एनजीएसएस (अगली पीढ़ी के विज्ञान मानक)

4-PS3-4। ऊर्जा को एक रूप से दूसरे रूप में परिवर्तित करने वाले उपकरण को डिजाइन, परीक्षण और परिष्कृत करने के लिए वैज्ञानिक विचारों को लागू करें।

आईएसटीई

4a छात्र विचारों को उत्पन्न करने, सिद्धांतों का परीक्षण करने, नवीन कलाकृतियों को बनाने या प्रामाणिक समस्याओं को हल करने के लिए एक जानबूझकर डिजाइन प्रक्रिया को जानते हैं और उनका उपयोग करते हैं।

5बी छात्र डेटा एकत्र करते हैं या प्रासंगिक डेटा सेट की पहचान करते हैं, उनका विश्लेषण करने के लिए डिजिटल टूल का उपयोग करते हैं, और समस्या-समाधान और निर्णय लेने की सुविधा के लिए विभिन्न तरीकों से डेटा का प्रतिनिधित्व करते हैं।