Розробка та створення системи керування освітленням за допомогою звуку
КЗСОР "Сумська обласна гімназія-інтернат для талановитих та творчо обдарованих дітей"
| Рівень складності | Високий |  |
| Рівень небезпеки | ||
| Доступність використовуваних матеріалів | На рівні шкільного обладнання |  |
| Орієнтовний час на виконання роботи | Понад 1 місяць |  |
Блок 1. Резюме
Дослідницько-проектна діяльність є ефективним засобом формування компетентностей. Під час виконання навчальних проектів вирішується ціла низка різнорівневих дидактичних, виховних і розвивальних завдань: набуваються нові знання, уміння й навички, які знадобляться в житті; розвиваються мотивація, пізнавальні навички; формується вміння самостійно орієнтуватися в інформаційному просторі, висловлювати власні судження, виявляти компетентність. У перспективі це сприяє зміні ціннісних пріоритетів та світоглядної позиції молоді в бік формування відповідальної, соціально-активної, громадсько-патріотичної врівноваженої поведінки.
Проект спрямований на впровадження STEM-освіти в освітній процес закладів системи загальної середньої освіти.
Мета проекту: популяризація науково-технічної творчості, залучення учнівської молоді до робототехніки, електроніки, створення і програмування роботизованих систем.
Завдання проекту:
1. Сформувати групу учасників проекту й опрацювати теоретичний матеріал з фізики та програмування.
2. Створити систему керування освітленням за допомогою звуку.
Блок 2. Попередня інформація
Підготовка і реалізація вдалої моделі є чітко регламентованим технологічним процесом, який вимагає знань у різних сферах. Зокрема, перш ніж почати роботу над створенням системи керування освітленням за допомогою звуку, необхідно вивчити ази мови програмування С або С++ для роботи з пристроями Arduino. Вивчають, що таке звук, його характеристики, з’ясовують принцип роботи пристроїв передачі та отримання звуку.
Блок 3. Обладнання
– клон Arduino UNO з USB-кабелем;
– макетна плата мікро беспаєчна SYB-170 170 точок;
– комплект перемичок (120шт., 20 см);
– блок живлення MN-60-12;
– модуль реле 5В 10А;
– універсальний звуковий датчик;
– 2 світлодіода;
– 2 резистори по 100 Ом;
– накладна розетка;
– світильник;
– витратні матеріали.
Блок 4. Експериментальна процедура
І етап роботи: формування групи учнів та опанування теоретичних знань.
ІІ етап роботи: реалізація проекту:
1. Створення навчального стенду.
2. Розміщення та з’єднання пристроїв на стенді.
3. Живлення.
У проекті використовується блок живлення на 12 В. У даному випадку він був встановлений безпосередньо на стенді.
4. Підключення до Arduino.
З підключенням можна розібратися і на підставі фото. Але, про всяк випадок, нижче наведена схема підключення в текстовій формі.
Не забувайте, що позитивна нога світлодіода – довша. Якщо ви все одно не впевнені, можете подивитися цю інструкцію з підключення світлодіодів до Arduino.
5. Програма Arduino
З огляду на специфіку проекту, вам треба створити наведений нижче скетч .
int k=0;
void on(){
digitalWrite(5, 0); digitalWrite(7, 1); digitalWrite(6, 1);
}
void off(){
digitalWrite(5, 1); digitalWrite(7, 0); digitalWrite(6, 0);
}
void setup(){
pinMode(4,0); pinMode(5,1); pinMode(6,1); pinMode(7,1);
off();
}
void loop(){
if (digitalRead(4)==0) {
if (k==1) {off(); k=0;}
else {on(); k=1;}
}
}
Блок 5. Аналіз отриманих даних
Після тестування розробленої конструкції можна виділити такі проблеми:
• універсальний звуковий модуль призначений для виявлення звуку і визначення порогового значення звуку, але разом з цим він обмежує діапазон чутливості системи, що залежить від місця розташування датчика в приміщенні;
• необхідність підлаштовувати датчик під різні акустичні властивості середовища.
Блок 6. Напрями розвитку
Проект отримав розвиток за такими напрямами:
– створення «Першої розумної лампи»;
– перші спроби побудувати системи керування голосом.