MISJA ROBOTYKI 001

Smart House Lab

TRYB ETAPU • ARDUINO UNO

PRZYGODA Z BUDOWANIEM I KODOWANIEM JSS1

Czy możemy zbudować dom, który wykrywa gości?

Inteligentny dom, który wykrywa zbliżający się obiekt, zapala światło i uruchamia alarm.

PODEJŚCIE→POMIAR→DECYZJA→ALARM

Najpierw zobacz gotowy projekt. Następnie wspólnie zbudujemy dokładnie taki dom.

AI-generated three-quarter view of the completed cardboard smart house project

Generating concept image…

SYMULACJA MISJI

Zobacz inteligentny dom w działaniu

Jest to symulacja wizualna, a nie połączenie z rzeczywistym sprzętem.

ODLEGŁOŚĆ100 cm

WYKRYTO GOŚCIA!

Odtwórz symulację

PĘTLA LOGICZNA

01PODEJŚCIEGość zbliża się do drzwi.

02POMIAREcho ultradźwiękowe zwraca odległość.

03DECYZJAProgram sprawdza regułę 50 cm.

04ALARMDioda LED pozostaje włączona; jeden krótki sygnał dźwiękowy oznacza nowe zbliżenie.

ZESTAW BUDOWLANY

Poznaj komponenty

Każda część ma jedno jasne zadanie w naszym inteligentnym domu.

UNO

Arduino Uno

Mózg: odczytuje dane z czujnika i steruje alarmem.

Czujnik HC-SR04

Wysyła impuls dźwiękowy i mierzy powracające echo.

Dioda LED

Wizualny alarm, który świeci przy drzwiach.

Buzzer

Emituje krótki dźwięk przy każdym nowym zbliżeniu.

Płytka stykowa

Wielorazowa platforma do uporządkowanych połączeń.

Przewody połączeniowe

Ścieżki elektryczne między elementami.

Rezystor 220–330 Ω

Chroni diodę LED poprzez ograniczanie prądu.

Tektura lub pianka

Tania obudowa domu i stabilna podstawa.

ZAPLANUJ PRZED CIĘCIEM

Zaprojektuj plan domu

Czujnik musi być skierowany na zewnątrz i nie może być zasłonięty przez tekturę.

SENSOR
skierowany na zewnątrz

LED

ELECTRONICS
przegródka dostępowa

ŚCIANY

DACH

DRZWI WEJŚCIOWE

STABILNA PODSTAWA

01Zostaw otwór drzwiowy dla gościa.

02Zamontuj HC-SR04 nad wejściem lub obok niego.

03Zapewnij dostęp do Arduino i okablowania, nie zamykaj ich w środku.

PLAN → BUDOWA

STREFA BUDOWY

Zbuduj tekturowy dom

Zbuduj prostą i solidną konstrukcję, taką jak pokazano w prezentacji.

01
Zmierz i zaznacz
Zaznacz na tekturze ściany, otwór drzwiowy i dach.
✓
02
Wytnij panele
Wytnij ostrożnie, pozostawiając czyste krawędzie do łączenia.
✓
03
Połącz ściany
Stwórz kwadratowy korpus i przymocuj przedni panel.
✓
04
Przymocuj dach i podstawę
Przymocuj dach do stabilnej podstawy; pozostaw elektronikę dostępną.
✓

!Bezpieczeństwo przede wszystkim:używaj narzędzi tnących ostrożnie i pod nadzorem osoby dorosłej.

OKABLOWANIE 01 / WEJŚCIE

Podłącz czujnik ultradźwiękowy

Jeden przewód na raz. Dopasuj każdą etykietę do odpowiedniego pinu Arduino.

ARDUINO
UNO5VGNDD9D10

HC-SR04VCCGNDTRIGECHO

Mapa pinów czujnika
Pin czujnika	Arduino Uno
VCC	5V
GND	GND
TRIG	D9
ECHO	D10

)))

Koncepcja echa
Czujnik wysyła impuls dźwiękowy i mierzy czas powrotu echa.

OKABLOWANIE 02 / ŚWIATŁO

Podłącz diodę LED

Dioda LED znajduje się obok drzwi, aby odwiedzający mógł zobaczyć powiadomienie.

Dioda LED przy drzwiach

D13

220–330 Ω

GND

D13 → rezystor → długa nóżka LED → krótka nóżka LED → GND

Rezystor musi pozostać w obwodzie, aby ograniczyć prąd i chronić diodę LED.

OKABLOWANIE 03 / DŹWIĘ

Podłącz brzęczek

Krótki sygnał zapowiada nowe podejście, a nie każdy odczyt czujnika.

+−

Brzęczek wewnątrz / obok wejścia

+Plus brzęczeka (+)D8

−Minus brzęczeka (−)GND

Jedno podejście = jeden krótki sygnał

Zmienna pamięci zapobiega powtarzającym się sygnałom, gdy ktoś pozostaje w pobliżu.

KONTROLA PRZED STARTEM

Sprawdź cały obwód

Prześledź pełną ścieżkę przed podłączeniem zasilania USB.

UNO

✓Sprawdzono zasilanie czujnika

✓Sprawdzono piny czujnika

✓Sprawdzono polaryzację diody LED

✓Rezystor diody LED obecny

✓Sprawdzono polaryzację brzęczeka

✓Wszystkie masy połączone

WYŁĄCZ ZASILANIE PODCZAS OKABLOWANIAOdłącz zasilanie USB przed zmianą połączenia.

LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA

Wejdź do laboratorium PictoBlox

Najpierw bloki wizualne: uczniowie budują logikę bez wpisywania programu.

PictoBlox • Stage Mode

BLOCKS

TRYB SCENY

when green flag clicked

forever

read distance

01Otwórz PictoBlox.
02Wybierz Block Coding i Arduino Uno.
03Połącz się z odpowiednim portem COM.
04Wybierz Tryb Sceny (Stage Mode).
05Prześlij wymagany firmware, jeśli pojawi się prośba.
06Pozostaw Arduino podłączone podczas działania Trybu Sceny.

Interfejs przedstawiony w formie ilustracji. Nazwy bloków PictoBlox mogą się różnić w zależności od wersji i rozszerzenia.

SKRZYNKA NARZĘDZI BLOKÓW

Znajdź wymagane bloki PictoBlox

Szukaj funkcji, a następnie dopasuj ją do najbliższej obsługiwanej etykiety w swojej wersji.

ZDARZENIA

when green flag clicked

KONTROLA

forever

if then

if then else

wait

OPERATORY

< less than

= equals

ZMIENNE

create someoneNear

set someoneNear to 0

ARDUINO / ROZSZERZENIA

ultrasonic distance in cm

digital pin HIGH / LOW

play tone, if available

KONTROLA WERSJIEtykiety bloków mogą się różnić. Nie wymyślaj bloków: jeśli blok tonu jest niedostępny, użyj kompatybilnego kodu zapasowego Arduino lub udokumentowanej alternatywy.

PRZEŁĄCZNIK PAMIĘCI

Utwórz zmienną someoneNear

Ten mały przełącznik pamięci sprawia, że alert wydaje się inteligentny.

someoneNear0

READY FOR A NEW APPROACH

0Żadne aktualne zbliżenie nie wywołało sygnału. Nowy odwiedzający może uruchomić brzęczyk.

1To podejście już wyemitowało sygnał. Pozostaw diodę LED włączoną, ale zachowaj ciszę.

0→1→0przybycie gościa → gość zostaje → gość odchodzi

PROGRAM BLOKOWY / GŁÓWNA METODA

Zbuduj program PictoBlox

Ułóż logikę wizualną w tej kolejności. Są to zamierzone funkcje; dokładne etykiety mogą się różnić.

when green flag clicked

set someoneNear to 0

set digital pin 13 output to LOW

forever

read ultrasonic distance: TRIG 9 / ECHO 10

if distance < 50 then

set digital pin 13 output to HIGH

if someoneNear = 0 then

set someoneNear to 1

play tone on pin 8: 1000 Hz / 0.3 s

else

set digital pin 13 output to LOW

set someoneNear to 0

wait 0.1 seconds

PONIŻEJ 50 CMDioda LED pozostaje WŁĄCZONA.

PIERWSZE WYKRYCIEJeden krótki sygnał dźwiękowy, następnie someoneNear przyjmuje wartość 1.

ODSUNIĘCIE SIĘDioda LED WYŁĄCZONA; reset do 0 dla następnego zbliżenia.

WSKAZÓWKA DOT. WYTRZYMAŁOŚCITraktuj nieprawidłowy lub brak odczytu jako brak wykrycia, jeśli Twoje bloki dopuszczają taki stan.

MYŚL JAK PROGRAMISTA

Zrozum logikę programu

Podążaj za świecącą ścieżką: pętla nigdy nie przestaje sprawdzać.

START

↓

ODCZYTAJ ODLEGŁOŚĆ

↓

Czy odległość jest mniejsza niż 50 cm?

YES

WŁĄCZ DIODĘ

↓

Czy już zabrzmiał sygnał?

NOJEDEN SYGNAŁ USTAW 1

YESCISZA

DIODA WYŁĄCZONA USTAW 0

↻ POWTÓRZ W PĘTLI

TEST MISJI

Prześlij i przetestuj w PictoBlox

Animacja pokazuje oczekiwane wyniki; nie odczytuje danych z rzeczywistego Arduino.

MONITOR SYMULACJI

> distance = 72 cmDIODA WYŁ. • TRYB CICHY

> distance = 38 cmDIODA WŁ. • JEDEN SYGNAŁ

> distance = 91 cmDIODA WYŁ. • RESET

01Potwierdź płytkę Arduino.
02Potwierdź port COM i oprogramowanie układowe.
03Sprawdź połączenia czujnika i elementów wykonawczych.
04Uruchom program PictoBlox.
05Przetestuj, przykładając dłoń lub przedmiot z różnych odległości.

OCZEKIWANE WYNIKIPowyżej 50 cm: wyłączony i cisza. W obrębie 50 cm: dioda LED włączona i jeden sygnał. Oddalenie: wyłączony i ponownie gotowy.

REZERWOWY PRZEBIEG PRACY

Brakujące bloki? Żaden problem.

Ten szkic w języku Arduino C++ jest rozwiązaniem rezerwowym dla kompatybilnego środowiska programowania Arduino — nie dla wizualnych bloków PictoBlox.

arduino_backup.inoKopiuj kod

DOPASOWANE PINYTRIG 9, ECHO 10, LED 13, brzęczyk 8.

OBLICZENIA ODLEGŁOŚCIpulseIn odczytuje czas echa; formuła przelicza go na centymetry.

PAMIĘĆsomeoneNear zapobiega powtarzającym się sygnałom, gdy obiekt pozostaje blisko.

JAK UŻYWAĆPrzełącz się na kompatybilne środowisko, np. Arduino IDE, prześlij szkic, a następnie przetestuj.

STREFA DEBUGOWANIA INŻYNIERA

Rozwiązywanie problemów dla inżynierów

Znajdź objaw, sprawdź najprostszą przyczynę i przetestuj ponownie.

Brak bloku czujnika

Potwierdź użycie Arduino Uno i odpowiedniego rozszerzenia. Sprawdź wsparcie w swojej wersji PictoBlox; w razie potrzeby użyj kopii zapasowej.

Brak bloku brzęczyka

Sprawdź bloki tonu lub siłownika. Sygnał cyfrowy HIGH/LOW nie jest automatycznie odpowiednim tonem.

Dioda LED nie świeci

Sprawdź polaryzację, rezystor, D13 i GND.

Brzęczyk nie piszczy

Sprawdź polaryzację, D8, GND i wybraną metodę programowania.

↺

Odległość jest niewiarygodna

Sprawdź TRIG, ECHO, kierunek czujnika, zasilanie i luźne połączenia.

↺

Program nie chce wystartować

Sprawdź wybór płytki, port COM, kabel USB i oprogramowanie układowe Stage Mode.

MISJA WYKONANA

Zaprojektowałeś go. Zbudowałeś go. Zaprogramowałeś go.

Teraz wyjaśnij, w jaki sposób Twój inteligentny dom wykrywa zbliżającego się gościa.

PODEJŚCIE→POMIAR→DECYZJA→ALARM

✓Dom zbudowany

✓Czujnik zainstalowany

✓Dioda LED i brzęczyki podłączone

✓Bloki ułożone i przetestowane

✓Kod zapasowy dostępny

Użyj strzałek ← → do nawigacji