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创客实验室:3D打印+Arduino的创新分享

2017-04-18 19:17 来源:中国网 
2017-04-18 19:17:34来源:中国网作者:责任编辑:张晓荣

  【编者注】本文作者是来自北京宏志中学的刁彬斌老师。作为i3DOne青少年三维创意社区的创客导师,刁老师分享了许多3D创意设计与Arduino结合的创新课程,为创客教育和STEAM教育开拓更多实践的可能性。

  2015年上半年开始接触和学习3DOne青年三维创意设计软件,开始阶段我做了各种各样的笔筒、钥匙扣,后期又加了电路实现3D作品的电子化。后期我思考能不能让3D设计作品活起来呢?

  在互联网查找之后,锁定了Arduino,这个开源的项目。Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件(各种型号的Arduino板)和软件(Arduino IDE)。它能通过各种各样的传感器来感知环境,通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序,编译成二进制文件,烧录进微控制器。

  再入手一套原装arduino之后,发现这个主要面向于创客的作品对于中小学生还是有困难的,第一电路集成度不够需要使用者必须有较高的电路知识储备。第二,面向代码的编程环境,对学生来说也比较困难,学生需要先学习c编程。

  对与第一个问题,我选择了绕过去,放弃零散的电子元件和面包板,采购了传感器扩展板和封装好的传感器模块。第二个问题,我采用先易后难的解决思路在arduino IDE的基础上引入了图形化的ardublock环境,先用图形化的编程实现简单的编程,引起学生的兴趣,在一步步晋级修改代码,实现最终的代码编程。

  举个例子,用3D One设计一个小夜灯三维模型,然后3D打印出来,在开关控制的条件下,只能实现手动的开和关,在引入Arduino之后,可以改造为根据光敏电阻的值控制LED灯的开和关。

  我的创意小台灯外形如下:眼睛是两个直径10mm的高亮LED灯,初始状态时通过开关控制的。

  引入arduino之后,添加上光敏电阻,将眼睛并联,作为一个灯。改造为智能化的夜灯。

  程序图如下:

  解释下程序,在搭建电路的时候,我把光敏传感器放在模拟端口1,LED放在数字端口1,arduino中模拟输入传感器反馈的值是0~1023的数值,我手中的光敏传感器,是随着光线的加强,数值逐渐变大。我的程序简单的实现全黑的情况LED灯亮,光线比较强的情况灯灭。

  Arduino是个强大的器件,除了控制传感器之外,可以控制电机,可以接入蓝牙,wifi等等,结合3D One的3D创意设计和3D打印,我觉得智能化的3D离大家不会遥远。

[责任编辑:张晓荣]

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