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.
Generating concept image…
SYMULACJA MISJI
Zobacz inteligentny dom w działaniu
Jest to symulacja wizualna, a nie połączenie z rzeczywistym sprzętem.
ODLEGŁOŚĆ100 cm
WYKRYTO GOŚCIA!
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.
Ω
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
NO
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.ino
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.
