Arduino Blink Mücadelesi
KEYSIGHT Technologies'in Sponsorlu Dersi
Bu ders, bilgisayar ve yazılım mühendislerinin, ışıkları otomatik olarak açıp kapatmak için sistemler sağlamak gibi bir toplumun zorluklarını çözmek için nasıl çalıştığını araştırıyor. Öğrenciler, bir Arduino kartını “yanıp sönecek” şekilde kurmak ve programlamak için takımlar halinde çalışırlar (yani, ışığı 5 saniye açma ve 2 saniye kapatma aralığında açıp kapama).
- Mühendislik tasarımı ve yeniden tasarımı hakkında bilgi edinin.
- Devreler, bilgisayarlar ve yazılım kodlaması hakkında bilgi edinin.
- Mühendisliğin toplumun zorluklarını çözmede nasıl yardımcı olabileceğini öğrenin.
- Takım çalışması ve problem çözme hakkında bilgi edinin.
Yaş seviyeleri: 14 - 18
Materyal Oluşturma (Her ekip için)
Gerekli malzemeler
- Arduino Başlangıç kiti (ayrı ayrı veya başlangıç kiti olarak satın alınabilir)
- Arduino Uno
- 3 ′ USB Kablosu
- Lehimsiz devre tahtası
- 65 atlama teli
- Breadboard tutucu
- Amazon.com veya https://www.arduino.cc üzerinden satın alınan Arduino Başlangıç kiti
- konektörler
- LED ampuller
- fan
- İzolatörler
- Breadboard (isteğe bağlı)
Test Malzemeleri
Test için programlanmış Arduino kartını ve LED ampulleri kullanın. Adım Adım Arduino Kurulum Eğitimi için "Test Malzemeleri ve İşlemi" Bölümüne bakın.
Malzemeler
- Test için programlanmış Arduino kartını ve LED ampulleri kullanın
süreç
Adım Adım Arduino Kurulum Eğitimi (Windows için)
Bu eğitim, Arduino kartınızı bilgisayara nasıl bağlayacağınızı ve ilk çiziminizi nasıl yükleyeceğinizi açıklar. Bu, Arduino tarafından çevrimiçi olarak sağlanmaktadır ve mevcuttur. http://arduino.cc/en/Guide/HomePage. Bu talimatlar Windows ortamı için geçerlidir, ancak Arduino, Mac OS X ve Linux üzerinde çalışır ve web sitesi tüm işletim sistemleri için adım adım talimatlar sağlar.
- Bir Arduino Kartı ve USB Kablosu edinin: Bu eğitimde Arduino Uno, Arduino Duemilanove, Nano veya Diecimila kullandığınızı varsayıyoruz. Başka bir panonuz varsa, ziyaret edin http://arduino.cc/en/Guide/HomePage ve başlangıç kılavuzundaki o ürün için ilgili sayfayı okuyun. Ayrıca standart bir USB kablosuna (A fişinden B fişine) ihtiyacınız var: örneğin bir USB yazıcıya bağlayacağınız türden. (Arduino Nano için, bunun yerine A'dan Mini-B'ye bir kabloya ihtiyacınız olacak.) (Not: TryEngineering.org, kitleri Amazon veya diğer perakendeciler aracılığıyla, breadboard'lar, ışıklar, kablo veya yapabileceğiniz diğer parçalarla birlikte satın almanızı önerir. Daha gelişmiş Arduino zorluklarını keşfederken yolda ilerleyin.)
- Arduino Ortamını İndirin: İndirme sayfasından en son sürümü edinin. İndirme bittiğinde, indirilen dosyayı açın. Klasör yapısını koruduğunuzdan emin olun. Klasörü çift tıklayarak açın. İçinde birkaç dosya ve alt klasör bulunmalıdır.
- Kartı Bağlayın: Arduino Uno, Mega, Duemilanove ve Arduino Nano, bilgisayara USB bağlantısından veya harici bir güç kaynağından otomatik olarak güç çeker. Bir Arduino Diecimila kullanıyorsanız, kartın USB bağlantısından güç çekecek şekilde yapılandırıldığından emin olmanız gerekir. Güç kaynağı, USB ile güç jakları arasındaki üç pinin ikisine uyan küçük bir plastik parçası olan bir atlama teli ile seçilir. USB bağlantı noktasına en yakın iki pim üzerinde olduğunu kontrol edin. Arduino kartını USB kablosunu kullanarak bilgisayarınıza bağlayın. Yeşil güç LED'i (PWR etiketli) yanmalıdır.
- Sürücüleri Kurun: Windows7, Vista veya XP ile Arduino Uno için sürücülerin kurulması: Anakartınızı takın ve Windows'un sürücü kurulum işlemine başlamasını bekleyin. Birkaç dakika sonra, tüm çabalarına rağmen süreç başarısız olacaktır. Başlat Menüsüne tıklayın ve Kontrol Panelini açın. Kontrol Panelindeyken, Sistem ve Güvenlik'e gidin. Ardından, Sistem'e tıklayın. Sistem penceresi açıldığında, Aygıt Yöneticisi'ni açın. Bağlantı Noktaları (COM ve LPT) altına bakın. "Arduino UNO (COMxx)" adlı açık bir bağlantı noktası görmelisiniz. "Arduino UNO (COmxx)" bağlantı noktasına sağ tıklayın ve "Sürücü Yazılımını Güncelle" seçeneğini seçin. Ardından, "Sürücü yazılımı için bilgisayarıma gözat" seçeneğini seçin. Son olarak, Arduino Yazılım yüklemesinin "Sürücüler" klasöründe ("FTDI USB Sürücüleri" alt dizini değil) bulunan "ArduinoUNO.inf" adlı Uno'nun sürücü dosyasına gidin ve seçin. Yazılımınız belirli bir dosya seçmenize izin vermiyorsa, sadece "Sürücüler" klasörünü seçin, Windows sürücü kurulumunu oradan tamamlayacaktır. Kartı bağladığınızda, Windows sürücü kurulum sürecini başlatmalıdır (daha önce bilgisayarı bir Arduino kartı ile kullanmadıysanız).
- Arduino Uygulamasını başlatın: Arduino uygulamasına çift tıklayın.
- Blink Örneğini açın: LED yanıp sönme örnek taslağını açın: Dosya> Örnekler> 1. Temeller> Yanıp Sönme.
- Panonuzu Seçin: Araçlar> Pano menüsünde kullandığınız Arduino tipine karşılık gelen girişi seçmeniz gerekir.
- Seri Portunuzu Seçin: Arduino kartının seri cihazını Araçlar | Seri Bağlantı Noktası menüsü. Bu muhtemelen COM3 veya üstüdür (COM1 ve COM2 genellikle donanım seri portları için ayrılmıştır). Bunu öğrenmek için Arduino kartınızın bağlantısını kesebilir ve menüyü yeniden açabilirsiniz; kaybolan giriş Arduino kartı olmalıdır. Kartı yeniden bağlayın ve bu seri bağlantı noktasını seçin.
- Programı Yükleyin: Şimdi, sağ tarafı işaret eden bir ok gibi görünebilen ortamdaki "Yükle" düğmesini tıklamanız yeterlidir. Birkaç saniye bekleyin - kart üzerindeki RX ve TX LED'lerinin yanıp söndüğünü görmelisiniz. Yükleme başarılı olursa, "Yükleme tamamlandı" mesajı görüntülenir. durum çubuğunda görünecektir. Yükleme tamamlandıktan birkaç saniye sonra, panodaki pin 13 (L) LED'inin yanıp sönmeye başladığını görmelisiniz (turuncu). Varsa tebrikler! Arduino'yu çalışır durumda tuttunuz. Not: Bu sayfadaki bazı içerik ve resimler, Arduino başlangıç kılavuzu aracılığıyla Arduino.cc'den türetilmiştir (http://arduino.cc/en/Guide/HomePage) Arduino başlangıç kılavuzunun metni Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Lisansı altında lisanslanmıştır. Kılavuzdaki kod örnekleri kamu malı olarak yayınlanmıştır.
Tasarım Yarışması
Arduino'yu 5 saniye boyunca yanıp sönme ve 2 saniye boyunca yanıp sönme yapma zorluğu verilen bir mühendis ekibinin parçasısınız. Öğrenci Çalışma Sayfalarındaki talimatlar ve kod, Arduino'nun bir saniye yanıp sönmesi için nasıl programlanacağını görmenize yardımcı olacaktır. açık ve bir saniye kapalı.
Kriterler
- Işık, 5 saniye açık ve 2 saniye kapalı aralıklarla açılıp kapanmalıdır.
Kısıtlamalar
Yalnızca sağlanan malzemeleri kullanın.
- Sınıfı 2 kişilik takımlara ayırın.
- Arduino Blink Challenge çalışma sayfasını ve tasarımları eskiz yapmak için bazı kağıtları dağıtın.
- Arka Plan Kavramları Bölümündeki konuları tartışın. Öğrencilere trafik için trafik ışıklarının nasıl değiştiğini sormayı düşünün.
- Mühendislik Tasarım Sürecini, Tasarım Zorluğunu, Kriterleri, Kısıtlamaları ve Malzemeleri gözden geçirin.
- Her takıma malzemelerini sağlayın.
- Öğrencilerin Arduino Board'larını kurmaları ve "yanıp sönecek" şekilde programlamaları gerektiğini açıklayın. LED ışığı 5 saniye açık ve 2 saniye kapalı aralıklarla açılıp kapanmalıdır.
- Öğrencilere Arduino Kartlarını kurmalarını söyleyin. "Test Malzemeleri ve İşlemi" Bölümü altında Adım Adım Arduino Kurulum Eğitimini kullanın.
- Takımlar Arduino Kartlarını programlar
- Takımlar, 5 saniye açılma ve 2 saniye kapanma aralıklarında ışığı açıp kapatarak Arduino Kartlarını test eder.
- Sınıf olarak, öğrenci yansıtma sorularını tartışın
- Konuyla ilgili daha fazla içerik için "Daha Derin Kazma" bölümüne bakın.
Uzatma Fikri
Öğrencilerin Arduino'yu SOS modelinde yanıp sönmesini isteyin… veya diğer üç etkinliği seçmelerini isteyin (bir fan çalıştırın, bir stop lambası yapın, vb.).
Öğrenci Yansıması (mühendislik defteri)
- Arduino'yu 1 saniyelik aralıklarla yanıp sönecek şekilde programlamak için hangi zorluklarla karşılaştınız? Karşılaştığınız zorlukları nasıl çözdünüz?
- Aralıkları 5 saniye açık ve 2 saniye kapalı olarak değiştirmek için kodu ayarlayabildiniz mi?
- Bu etkinliğin bir ekip olarak yapılmasının daha faydalı olduğunu mu düşünüyorsunuz yoksa üzerinde yalnız çalışmayı mı tercih ederdiniz? Neden?
- Arduino hakkında ne düşünüyorsunuz? Siz ve ekibiniz için temel bilgisayar programlamayı keşfetmenin iyi bir yolu muydu?
- Bir cep telefonuna belirli bir zil sesini çalması için talimat vermek için kodun ne kadar karmaşık veya farklı olacağını düşünüyorsunuz?
- Stop ışıklarının, kavşaklarda değişen ışıklar için bir model sağlamak için bilgisayar programlamasını kullandığını düşünüyor musunuz? Bilgisayar teknolojisinden önce stop lambalarının nasıl koordine edildiğini düşünüyorsunuz?
Zaman Değişikliği
Ders, daha büyük öğrenciler için 1 ders dönemi kadar kısa bir sürede yapılabilir. Bununla birlikte, öğrencilerin acele hissetmelerine yardımcı olmak ve öğrenci başarısını sağlamak için (özellikle daha genç öğrenciler için) dersi iki döneme ayırın, öğrencilere beyin fırtınası yapmaları, fikirleri test etmeleri ve tasarımlarını tamamlamaları için daha fazla zaman verin. Bir sonraki sınıf döneminde testi ve sorgulamayı gerçekleştirin.
Gelişmiş Arduino Uygulamaları?
Yanıp Sönen Işıkların Ötesinde
Arduino Blink Challenge'ı tamamladıysanız, kendi başınıza, takım olarak, sınıfta veya kendi zamanınızda deneyebileceğiniz bir Arduino kartını kullanmak için birçok başka uygulama vardır. Gelişmiş öğreticileri şu adreste de bulabilirsiniz: http://arduino.cc/en/Tutorial/HomePage bir anahtarı nasıl okuyacağınızı, bir potansiyometreyi nasıl okuyacağınızı, bir LED'i kontrol etmek için bir düğmeyi nasıl kullanacağınızı, birden fazla hoparlörde tonları nasıl çalacağınızı, bir LED çubuk grafiği nasıl oluşturacağınızı, bir metin dizisi göndereceğinizi ve hatta değerleri bir barometrik basınç sensöründen nasıl çıkaracağınızı göstermek için web sayfası.
Aşağıda, yeni bilgisayar becerilerinizin ne kadar çok yönlü olduğunu görebilmeniz için bazı örnek fikirler verilmiştir!
Kontrol Sensörleri
Arduino'nuzla harici bir sensörü kontrol etmeyi deneyin. Kirlilik için havayı örnekleyebilir, bir alanın ne kadar parlak olduğunu belirleyebilir, su sensörüyle su baskını alarmı kurabilir veya bir hareket dedektörü takabilirsiniz. Veya elektromanyetik Alanları ölçen, nem seviyeleri için hava örnekleyen, sıcaklığı alan, havada gaz olup olmadığını belirleyen veya rüzgar hızını ölçen bir anemometreden veri toplayan sensörleri kontrol etmek için Arduino'yu kullanmayı düşünün. Arduino'ya bir barkod tarayıcı (klavyeyi simüle eden) veya klavye bile ekleyebilirsiniz.
Görsel ve İşitsel Uygulamalar
Arduino'nuz bir kamera sistemini yönetmek ve fotoğraf ayarlarını kontrol etmek için ayarlanabilir. Bu, Nikon, Canon, Sony, Minolta, Olympus ve Pentax kameralar dahil olmak üzere çoğu ekipmanla yapılabilir. Arduino'ya bir barkod tarayıcı (klavyeyi simüle eden) veya klavye bile ekleyebilirsiniz.
Motorlar ve Robotik
Arduino, motorları ve robotikleri kontrol etmek için harika bir araçtır. DC motorları veya step motorları bağlamayı deneyin. Arduino ile bir potansiyometre kullanarak oldukça hassas bir step motoru kontrol edebilirsiniz.
Geliştiriciler Topluluğu
Kod, fikir ve örnek paylaşan Arduino uygulama geliştiricilerinden oluşan büyüyen bir topluluk var. Ek belgeler, Arduino topluluğu tarafından şu adresteki herkese açık olarak düzenlenebilir oyun alanı wikisinde oluşturulmuştur. http://playground.arduino.cc.
Arduino nedir?
Açık Kaynak Hesaplama
Arduino, basit bir mikrodenetleyici kartına dayanan açık kaynaklı bir fiziksel bilgi işlem platformudur ve kart için yazılım yazmak için bir geliştirme ortamıdır. Arduino, etkileşimli nesneler geliştirmek, çeşitli anahtarlardan veya sensörlerden girdi almak ve çeşitli ışıkları, motorları ve diğer fiziksel çıktıları kontrol etmek için kullanılabilir. Arduino projeleri basit olabilir - bir ışığı açıp kapatmak gibi - veya çok karmaşık olabilir. Levhalar elle monte edilebilir veya önceden birleştirilmiş olarak satın alınabilir; açık kaynaklı yazılım ücretsiz olarak indirilebilir. Arduino yazılımı Windows, Macintosh OSX ve Linux işletim sistemlerinde çalışır.
Bilgisayar Programlama
Bilgisayar programlama (genellikle programlama veya kodlama olarak kısaltılır), bilgisayar programlarının kaynak kodunu tasarlama, yazma, test etme, hata ayıklama ve koruma sürecidir. Kod birçok farklı programlama dilinde yazılabilir. Programlama, temelde bir bilgisayarın veya başka bir aygıtın bir görevi gerçekleştirmek için kullandığı bir dizi talimattır - bir ışığı yakmak, bir kapıyı açmak veya bir belge yazmak olabilir.
Arduino Geliştirme Ortamı
Arduino geliştirme ortamı veya yazılımı, kod yazmak için bir metin düzenleyici, bir mesaj alanı, bir metin konsolu, ortak işlevler için düğmeler içeren bir araç çubuğu ve bir dizi menü içerir. Programları yüklemek ve onlarla iletişim kurmak için Arduino donanımına bağlanır. Arduino kullanılarak yazılan yazılıma "taslak" denir. Bu eskizler metin düzenleyicide yazılır. Eskizler .ino dosya uzantısıyla kaydedilir. Kesme / yapıştırma ve metin arama / değiştirme özellikleri vardır. Mesaj alanı kaydederken ve dışa aktarırken geri bildirim verir ve ayrıca hataları görüntüler. Konsol, tam hata mesajları ve diğer bilgiler dahil olmak üzere Arduino ortamı tarafından metin çıktısını görüntüler. Pencerenin sağ alt köşesi mevcut kartı ve seri bağlantı noktasını gösterir.
Not: Bu sayfadaki bazı içerik ve resimler, önerilen Arduino başlangıç kılavuzları aracılığıyla Arduino.cc'den türetilmiştir (http://arduino.cc/en/Guide/HomePage). Arduino'nun metni alma başlangıç kılavuzu, Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 Lisansı altında lisanslanmıştır. Kılavuzdaki kod örnekleri kamu malı olarak yayınlanmıştır.
- Arduino: Basit bir mikrodenetleyici kartına dayalı açık kaynaklı bir fiziksel bilgi işlem platformu ve kart için yazılım yazmak için bir geliştirme ortamı.
- Bilgisayar Programlama (genellikle programlama veya kodlama olarak kısaltılır): Bilgisayar programlarının kaynak kodunu tasarlama, yazma, test etme, hata ayıklama ve koruma süreci.
- Kısıtlamalar: Malzeme, zaman, ekibin büyüklüğü vb. ile ilgili sınırlamalar.
- Kriterler: Tasarımın genel boyutu vb. gibi karşılaması gereken koşullar.
- Mühendisler: Dünyanın mucitleri ve problem çözücüleri. Mühendislikte yirmi beş ana uzmanlık tanınır (infografiklere bakın).
- Mühendislik Tasarım Süreci: Süreç mühendisleri sorunları çözmek için kullanır.
- Mühendislik Zihni Alışkanlıkları (EHM): Mühendislerin düşündüğü altı benzersiz yol.
- Yineleme: Test ve yeniden tasarım bir yinelemedir. Tekrarla (birden çok yineleme).
- Prototip: Test edilecek çözümün çalışan bir modeli.
İnternet Bağlantıları
Önerilen Kaynaklar
- Programlamaya Başlama (ISBN: 978-0672337000)
- Selam Dünya! Çocuklar ve Yeni Başlayanlar için Bilgisayar Programlama (ISBN: 978-1617290923)
- Eskizlerle Başlarken Arduino Programlama (ISBN: 978-1259641633)
Yazma aktivitesi
Bilgisayar programlamasından büyük ölçüde etkilenen üç ana ürünü veya sistemi tanımlayan bir makale veya paragraf yazın.
Müfredat Çerçevelerine Uyum
Not: Bu serideki ders planları, aşağıdaki standartlardan bir veya daha fazlasıyla uyumludur:
- BİZE Fen Bilimleri Eğitimi Standartları (http://www.nap.edu/catalog.php?record_id=4962)
- ABD Yeni Nesil Bilim Standartları (http://www.nextgenscience.org/)
- Uluslararası Teknoloji Eğitimi Derneği'nin Teknolojik Okuryazarlık Standartları (http://www.iteea.org/TAA/PDFs/xstnd.pdf)
- ABD Ulusal Matematik Öğretmenleri Konseyi'nin Okul Matematiği İlkeleri ve Standartları (http://www.nctm.org/standards/content.aspx?id=16909)
- Matematik için ABD Ortak Çekirdek Eyalet Standartları (http://www.corestandards.org/Math)
- Bilgisayar Bilimleri Öğretmenleri Derneği K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları (http://csta.acm.org/Curriculum/sub/K12Standards.html)
Ulusal Bilim Eğitimi Standartları 5-8. Sınıflar (10-14 yaş)
İÇERİK STANDART A: Araştırma Olarak Bilim
Aktiviteler sonucunda tüm öğrenciler gelişmelidir
- Bilimsel araştırma yapmak için gerekli yetenekler
İÇERİK STANDART B: Fiziksel Bilimler
Faaliyetlerinin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler bir anlayış geliştirmelidir.
- Maddedeki özelliklerin özellikleri ve değişiklikleri
- Enerji Transferi
İÇERİK STANDART E: Bilim ve Teknoloji
5-8. Sınıflardaki aktiviteler sonucunda tüm öğrenciler gelişmelidir.
- Teknolojik tasarım yetenekleri
- Bilim ve teknoloji ile ilgili anlayışlar
İÇERİK STANDART F: Kişisel ve Sosyal Perspektiflerde Bilim
Aktivitelerin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,
- Riskler ve faydalar
- Toplumda bilim ve teknoloji
İÇERİK STANDART G: Bilimin Tarihi ve Doğası
Aktivitelerin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,
- Bir insan çabası olarak bilim
- Bilim tarihi
Ulusal Bilim Eğitimi Standartları 9-12. Sınıflar (14-18 yaş)
İÇERİK STANDART A: Araştırma Olarak Bilim
Aktiviteler sonucunda tüm öğrenciler gelişmelidir
- Bilimsel araştırma yapmak için gerekli yetenekler
İÇERİK STANDART B: Fiziksel Bilimler
Faaliyetlerinin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,
- Enerji ve maddenin etkileşimleri
İÇERİK STANDART E: Bilim ve Teknoloji
Aktiviteler sonucunda tüm öğrenciler gelişmelidir
- Teknolojik tasarım yetenekleri
- Bilim ve teknoloji ile ilgili anlayışlar
İÇERİK STANDART F: Kişisel ve Sosyal Perspektiflerde Bilim
Aktivitelerin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,
- Yerel, ulusal ve küresel zorluklarda bilim ve teknoloji
Ulusal Bilim Eğitimi Standartları 9-12. Sınıflar (14-18 yaş)
İÇERİK STANDART G: Bilimin Tarihi ve Doğası
Aktivitelerin bir sonucu olarak, tüm öğrenciler,
- Bir insan çabası olarak bilim
- Tarihsel bakış açıları
Yeni Nesil Bilim Standartları 3-5. Sınıflar (8-11 Yaş)
Anladıklarını gösteren öğrenciler şunları yapabilir:
- 4-PS3-4. Enerjiyi bir formdan diğerine dönüştüren bir cihazı tasarlamak, test etmek ve iyileştirmek için bilimsel fikirler uygulayın.
Mühendislik tasarımı
Anladıklarını gösteren öğrenciler şunları yapabilir:
- 3-5-ETS1-1. Başarı için belirlenmiş kriterler ve malzemeler, zaman veya maliyet üzerindeki kısıtlamaları içeren bir ihtiyacı veya isteği yansıtan basit bir tasarım problemi tanımlayın.
- 3-5-ETS1-2. Sorunun kriterlerini ve kısıtlamalarını her birinin ne kadar iyi karşılayacağına bağlı olarak bir soruna birden çok olası çözüm üretin ve karşılaştırın.
- 3-5-ETS1-3. Bir modelin veya prototipin iyileştirilebilecek yönlerini belirlemek için değişkenlerin kontrol edildiği ve başarısızlık noktalarının dikkate alındığı adil testler planlayın ve uygulayın.
Yeni Nesil Bilim Standartları 6-8. Sınıflar (11-14 Yaş)
Mühendislik tasarımı
Anladıklarını gösteren öğrenciler şunları yapabilir:
- MS-ETS1-1 İlgili bilimsel ilkeleri ve olası çözümleri sınırlayabilecek insanlar ve doğal çevre üzerindeki potansiyel etkileri dikkate alarak, başarılı bir çözüm sağlamak için bir tasarım probleminin kriterlerini ve kısıtlamalarını yeterli hassasiyetle tanımlayın.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 6-9. Sınıflar (11-15 yaş)
Bilişimsel Düşünme:
- 13. Yüksek seviyeli diller, çeviri, komut seti ve mantık devreleri dahil olmak üzere hesaplamadaki hiyerarşi ve soyutlama kavramlarını anlayın.
İşbirliği:
- 1. Grup işbirliğini sağlamak ve müfredat boyunca öğrenmeyi desteklemek için üretkenlik / multimedya araçları ve çevre birimleri uygulayın.
- 3. Eşli programlama, proje ekiplerinde çalışma ve grup aktif öğrenme etkinliklerine katılma gibi işbirlikçi uygulamaları kullanarak akranlar, uzmanlar ve diğerleriyle işbirliği yapın.
- 4. İşbirliği için gerekli olan eğilimleri sergileyin: faydalı geri bildirim sağlama, geri bildirimi entegre etme, çoklu bakış açılarını anlama ve kabul etme, sosyalleşme.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 6-9. Sınıflar (11-15 yaş)
Bilgi İşlem Pratiği ve Programlama:
- 1. Çeşitli görevleri gerçekleştirmek ve sorunları çözmek için uygun araçları ve teknoloji kaynaklarını seçin.
- 2. Kişisel üretkenliği ve müfredat boyunca öğrenmeyi desteklemek için çeşitli multimedya araçlarını ve çevre birimlerini kullanın.
- 5. Döngü davranışı, koşullu ifadeler, mantık, ifadeler, değişkenler ve işlevler dahil olmak üzere bir programlama dili kullanarak sorun çözümlerini uygulayın.
- 8. Açık uçlu problem çözme ve programlamaya uygun eğilimleri gösterin (örneğin, karmaşıklıkla rahatlık, sebat, beyin fırtınası, uyarlanabilirlik, sabır, kurcalamaya eğilim, yaratıcılık, meydan okumayı kabul etme).
- 9. Bir bilgisayar programının birden çok çalışmasından elde edilen verileri toplayın ve analiz edin.
Bilgisayarlar ve İletişim Cihazları:
- 1. Bilgisayarların programları çalıştıran aygıtlar olduğunu anlayın.
- 3. Donanım ve yazılım arasındaki ilişkiyi anladığınızı gösterin.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 9-10. Sınıflar (14-16 yaş)
Bilişimsel Düşünme:
- 2. Yazılım problemlerini çözmek için kullanılan bir yazılım geliştirme sürecini açıklayın (örneğin, tasarım, kodlama, test etme, doğrulama).
İşbirliği:
- 1. Bir yazılım eseri tasarlamak ve geliştirmek için bir ekipte çalışın.
- 4. İşbirliğinin, yazılım ürünlerinin tasarımını ve geliştirilmesini nasıl etkilediğini belirleyin.
Bilgi İşlem Pratiği ve Programlama:
- 3. Programın doğruluğunu sağlamak için çeşitli hata ayıklama ve test yöntemlerini kullanın (örneğin, test senaryoları, birim testi, beyaz kutu, kara kutu, entegrasyon testi)
- 4. Problemleri çözmek için analiz, tasarım ve uygulama tekniklerini uygulayın (örneğin, bir veya daha fazla yazılım yaşam döngüsü modeli kullanın).
- 8. Program yürütme sürecini açıklayın.
Bilgisayarlar ve İletişim Cihazları:
- 4. Çeşitli girdi ve çıktı biçimlerini karşılaştırın.
CSTA K-12 Bilgisayar Bilimleri Standartları 10-12. Sınıflar (16-18 yaş)
İşbirliği:
- 3. Başkaları tarafından yazılan programları okunabilirlik ve kullanılabilirlik açısından değerlendirin.
Teknolojik Okuryazarlık Standartları - Tüm Yaşlar
Teknolojinin Doğası
- Standart 3: Öğrenciler, teknolojiler arasındaki ilişkiler ve teknoloji ile diğer çalışma alanları arasındaki bağlantılar hakkında bir anlayış geliştireceklerdir.
Teknoloji ve Toplum
- Standart 4: Öğrenciler teknolojinin kültürel, sosyal, ekonomik ve politik etkilerine ilişkin bir anlayış geliştireceklerdir.
- Standart 6: Öğrenciler, teknolojinin geliştirilmesi ve kullanımında toplumun rolüne ilişkin bir anlayış geliştireceklerdir.
- Standart 7: Öğrenciler teknolojinin tarih üzerindeki etkisine dair bir anlayış geliştirecekler.
Dizayn
- Standart 8: Öğrenciler tasarımın niteliklerine ilişkin bir anlayış geliştireceklerdir.
- Standart 9: Öğrenciler bir mühendislik tasarımı anlayışı geliştireceklerdir.
- Standart 10: Öğrenciler sorun giderme, araştırma ve geliştirme, icat ve yenilik ve problem çözmede deney yapmanın rolüne ilişkin bir anlayış geliştireceklerdir.
Teknolojik Bir Dünya İçin Yetenekler
- Standart 11: Öğrenciler tasarım sürecini uygulama becerilerini geliştireceklerdir.
- Standart 12: Öğrenciler teknolojik ürün ve sistemleri kullanma ve sürdürme becerilerini geliştireceklerdir.
- Standart 13: Öğrenciler, ürünlerin ve sistemlerin etkisini değerlendirme becerilerini geliştireceklerdir.
Tasarlanmış Dünya
- Standart 17: Öğrenciler, bilgi ve iletişim teknolojileri hakkında bir anlayış geliştirecek ve bunları seçebilecek ve kullanabilecektir.
Mühendislik Takım Çalışması ve Planlama
Siz, Arduino'yu 5 saniye boyunca yanıp sönme ve 2 saniye boyunca yanıp sönme yapmak için kullanma zorluğu verilen bir mühendis ekibinin parçasısınız. Aşağıdaki talimatlar ve kod, Arduino'nun bir saniye yanıp sönmesi için nasıl programlanacağını görmenize yardımcı olacaktır. ikinci kapalı.
Araştırma Aşaması
Öğretmenin tarafından size sağlanan materyalleri okuyun. Aktiviteden önce internete erişiminiz varsa, Arduino web sitesini keşfedin ve programlama kodunun mantığını öğrenin.
Devre Oluşturma
Devreyi oluşturmak için, pin 220'e 13 ohm'luk bir direnç bağlayın. Ardından, bir LED'in uzun bacağını (anot olarak adlandırılan pozitif bacak) dirence takın. Kısa bacağı (katot adı verilen negatif bacak) yere tutturun. Ardından Arduino kartınızı bilgisayarınıza takın, Arduino programını başlatın ve aşağıdaki kodu girin. Not: Çoğu Arduino kartında, kartın üzerindeki 13. pime zaten bağlı bir LED bulunur. Bu örneği hiçbir donanım takılı olmadan çalıştırırsanız, LED'in yanıp söndüğünü görmelisiniz.
Yanıp sönen ışığınızı yukarıdaki resimde olduğu gibi bir devre tahtası kullanarak da ayarlayabilirsiniz. Bu durumda, Arduino'yu devre tahtasına bağlamak için konektörleri kullanacak ve başka bir konektörün Arduino'ya geri dönmesini sağlayarak tam bir devre yapacaksınız. Devre tahtasına da ayrı bir ışık eklemeniz gerekir. Bu dersi her iki şekilde de yapabilirsiniz… devre tahtası olsun veya olmasın - bu sadece size hangi malzemeleri sağladığınıza ve ekibinizin devre tahtası üzerinde biraz deneyim kazanmak isteyip istemediğine bağlıdır.
Not: Bu sayfadaki bazı içerik ve resimler, Arduino başlangıç kılavuzları aracılığıyla Arduino.cc'den türetilmiştir (http://arduino.cc/en/Guide/HomePage)
Şematik
Bu resim veya şematik, Arduino'da ışık devresinin nasıl çalıştığını gösterir.
Kod
Aşağıdaki programda yapmanız gereken ilk şey 13 numaralı pini satır ile çıkış pini olarak başlatmaktır.
pinMode (13, ÇIKIŞ);
Ana döngüde, LED'i şu satırla açarsınız:
digitalWrite (13, YÜKSEK);
Bu, pim 5'e 13 volt sağlar. Bu, LED'in pimleri arasında bir voltaj farkı oluşturur ve onu yakar. Sonra şu satırla kapatırsınız:
digitalWrite (13, DÜŞÜK);
Bu, pin 13'ü 0 volta geri götürür ve LED'i kapatır. Açma ve kapama arasında, bir kişinin değişikliği görmesi için yeterli zaman istersiniz, bu nedenle delay () komutları Arduino'ya 1000 milisaniye veya bir saniye hiçbir şey yapmamasını söyler. Delay () komutunu kullandığınızda, bu süre boyunca başka hiçbir şey olmaz.
/*
Kırpmak
Bir LED'i bir saniye süreyle yanar, ardından bir saniye süreyle tekrar tekrar söner.
Bu örnek kod kamu malıdır.
*/
// Pin 13, çoğu Arduino kartına bağlı bir LED'e sahiptir.
// Bir isim ver:
int led = 13;
// sıfırlama düğmesine bastığınızda kurulum rutini bir kez çalışır:
geçersiz kurulum() {
// dijital pini bir çıktı olarak başlatın.
pinModu(Led, ÇIKTI);
}
// döngü rutini sonsuza kadar tekrar tekrar çalışır:
geçersiz döngü() {
dijitalWrite(Led, YÜKSEK); // LED'i açın (YÜKSEK voltaj seviyesidir)
geciktirmek(1000); // bir saniye bekle
dijitalWrite(Led, DÜŞÜK); // voltajı DÜŞÜK yaparak LED'i kapatın
geciktirmek(1000); // bir saniye bekle
}
yansıma
Aşağıdaki yansıtma sorularını tamamlayın:
1) Arduino'yu 1 saniyelik aralıklarla yanıp sönecek şekilde programlamak için hangi zorluklarla karşılaştınız? Karşılaştığınız zorlukları nasıl çözdünüz?
2) Aralıkları 5 saniye açık ve 2 saniye kapalı olarak değiştirmek için kodu ayarlayabildiniz mi?
3) Bu etkinliğin bir ekip olarak yapılmasının daha faydalı olduğunu mu düşünüyorsunuz yoksa üzerinde yalnız çalışmayı mı tercih ederdiniz? Neden?
4) Arduino hakkında ne düşünüyorsunuz? Siz ve ekibiniz için temel bilgisayar programlamayı keşfetmenin iyi bir yolu muydu?
5) Bir cep telefonuna belirli bir zil sesini çalması için talimatlar vermek için kodun ne kadar karmaşık veya farklı olacağını düşünüyorsunuz?
6) Stop lambalarının, kavşaklarda değişen ışıklar için bir model sağlamak için bilgisayar programlamayı kullandığını düşünüyor musunuz? Bilgisayar teknolojisinden önce stop lambalarının nasıl koordine edildiğini düşünüyorsunuz?