preparazione_a_ultrasuoni

Preparazione ecografica

Costruisci il tuo misuratore di distanza a ultrasuoni che utilizza sensori collegati al micro:bit per rilevare oggetti e misurarne la distanza! Impara le basi della programmazione, dell'elettronica e dell'uso dei sensori in modo divertente: ideale per insegnare fisica, informatica o per esperimenti domestici con robotica e dispositivi intelligenti.

Descrizione

Il dispositivo a ultrasuoni è un progetto che serve come dimostrazione pratica del funzionamento della misurazione della distanza a ultrasuoni. Utilizza un sensore per trasmettere e ricevere onde sonore e calcola la distanza in base al tempo impiegato da queste per riflettersi da un ostacolo: può visualizzarla sul display, avviare un'animazione o accendere un LED quando viene superato un certo limite.

Questo dispositivo è ideale per lezioni scolastiche ed esperimenti domestici e non richiede conoscenze avanzate. Bambini e adulti possono facilmente apprendere i principi di misurazione, sensoristica e programmazione.

Collegamento

Il sensore a ultrasuoni è collegato tramite quattro fili. Sul sensore troviamo i pin VCC (alimentazione), Trig, Echo e GND (massa). Colleghiamo il pin VCC al binario di alimentazione bianco sulla scheda, che fornisce una tensione di 3,3 V. Colleghiamo il pin Trig al pin 8 (P8), Echo al pin 9 (P9) e infine lo mettiamo a terra collegando il GND al binario di massa nero. Per ulteriori informazioni, consultare le istruzioni di montaggio.

Connessione_dispositivo_ultrasuoni

raccomandazione

Al momento del collegamento, la scheda di espansione deve essere spenta e il micro:bit scollegato dall'alimentazione.

Programma

Programma di base

Il programma funziona impostando prima la striscia LED. Quindi ripete una parte del codice che verifica costantemente se, ad esempio, abbiamo avvicinato troppo la mano all'ecografia. Il limite di commutazione è impostato a 15 cm. Se superiamo questo limite, il codice indica alla striscia LED di illuminarsi di rosso.

Funzione lineare

Il programma è un po' più complicato. All'inizio del codice, dichiariamo le variabili. Scriveremo la distanza dell'oggetto misurata dal sensore a ultrasuoni nella variabile distance. La costante NUM_LEDS viene utilizzata per memorizzare il valore del numero di LED sulla nostra striscia LED. Nel nostro caso, la striscia ne ha 6. Inizializziamo l'oggetto strip che rappresenta la nostra striscia LED. Infine, determiniamo i limiti della nostra misurazione, ovvero la distanza minima e massima.

Il primo ciclo esegue la misurazione vera e propria. Utilizzando un blocco della libreria Sonar, scriviamo il valore misurato nella variabile distanza. Per convertire la distanza misurata nel numero di LED accesi, utilizziamo la funzione map della libreria matematica. In linea di principio, questa funzione funziona come una funzione ternaria. Tuttavia, dobbiamo convertire il numero risultante in numeri interi utilizzando la funzione di arrotondamento per difetto (floor). Tuttavia, affinché il numero di LED accesi aumenti al diminuire della distanza dell'oggetto misurato dal sensore, dobbiamo sottrarre il valore dal massimo possibile (numero di LED sulla striscia).

Nel secondo ciclo, accendiamo la striscia LED. Esaminiamo ogni LED a turno nel ciclo for. Se l'ordine dei LED dati è uguale o inferiore al valore dei LED ottenuto dal primo ciclo, assegniamo un certo colore al LED. Se l'ordine è superiore, spegniamo il LED ("assegnalo al nero"). Non dobbiamo dimenticare la funzione "show" in modo che i valori immessi dei singoli LED vengano riflessi. Per rallentare le variazioni ed evitare sfarfallii, aggiungiamo una pausa alla fine del ciclo.

Compiti

Attività 1: Misurazione lineare

Regolare il programma in modo che la striscia LED si accenda gradualmente a seconda della distanza dall'ostacolo. Più l'oggetto è vicino, più LED si accenderanno.

Attività 2: Rilevamento degli ostacoli

Modificare il programma in modo che, oltre all'accensione della striscia LED, venga emesso anche un suono dall'altoparlante micro:bit se viene rilevato un ostacolo nelle vicinanze selezionate.