Mesurer la vitesse du vent avec Micro:bit et Snap Circuits : 10 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Histoire

Alors que ma fille et moi travaillions sur un anémomètre de projet météo, nous avons décidé de prolonger le plaisir en engageant la programmation.

Qu'est-ce qu'un anémomètre ?

Vous demandez probablement ce qu'est un "anémomètre". Eh bien, c'est un appareil qui mesure la force du vent. Je l'ai souvent vu dans les aéroports, mais je n'ai jamais su comment on l'appelait.

Nous avons sorti notre ensemble Snap Circuits et avons décidé d'utiliser le moteur du kit. Nous avons utilisé 2 bâtons d'artisanat de nos fournitures d'artisanat pour les bras de l'hélice. J'ai percé un trou au milieu de chacun avec un poinçon. Nous mettons les bâtons les uns sur les autres avec un peu de colle entre eux pour les fixer en formant un "X". Ensuite, nous avons coupé un rouleau de papier toilette en quatre morceaux égaux et avons fait un trou dans chacun d'eux avec un cutter. Ensuite, nous avons enfoncé les bâtons dans les morceaux de papier toilette et attaché l'hélice des bâtons d'artisanat au moteur.

Fournitures

1. Microbit BBC
2. Snap: peu
3. Snap Circuits Jr.® 100 Expériences
4. Bâtons d'artisanat
5. Rouleau artisanal (à partir de papier toilette)
6. Poinçon à gratter

Étape 1: Regardez comment l'hélice de l'anémomètre est construite

Notre anémomètre emprunte l'idée de l'hélice en rouleau de papier de la vidéo ci-dessus.

Étape 2: Percez un trou dans les bâtons d'artisanat

• Prenez les deux bâtons de bricolage.
• Trouvez le milieu de chacun des bâtons d'artisanat.
• Percez soigneusement un trou avec un poinçon au milieu de chaque bâtonnet. Attention à ne pas faire le trou trop lâche car le bâton a besoin de faire tourner le moteur.

Étape 3: enfoncez le moteur Snap Circuits dans les bâtons d'artisanat

• Poke le moteur des Snap Circuits mis dans les trous dans les bâtons d'artisanat.
• Placez les bâtons perpendiculaires les uns aux autres.

Étape 4: Découpez les quatre ailes de l'hélice

• Prenez le rouleau de papier et divisez-le en deux morceaux égaux avec un crayon.
• Coupez le long de la ligne puis coupez chacun des deux morceaux en deux comme indiqué sur la photo.

Étape 5: placez les ailes du rouleau de papier sur les bâtonnets d'artisanat

• Utilisez un cutter et découpez des fentes dans chaque morceau de rouleau de papier juste assez pour enfoncer un bâtonnet à l'intérieur.
• Mettez un morceau de rouleau de papier sur chacun des bâtons d'artisanat.

Étape 6: Construisez le schéma

Utilisez ce schéma.

Étape 7: Assemblez-le

Accrochez tous les éléments comme indiqué ci-dessus.

Conseil:

Le moteur produit de l'électricité lorsque l'arbre tourne vers l'extrémité positive du moteur. Si le (+) est sur le côté droit, l'arbre doit tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. Si le (+) est sur le côté gauche, l'arbre doit tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Testez le sens de rotation de l'hélice en soufflant de l'air dessus. Assurez-vous qu'il tourne dans le bon sens. Sinon, ajustez les morceaux du rouleau de papier.

Étape 8: Coder

Le code ci-dessus lit le signal (la vitesse du vent) reçu sur la broche P1 (la broche à laquelle le moteur est connecté) et affiche le résultat sur l'écran du micro:bit.

Vous pouvez créer le code vous-même dans l'éditeur MakeCode. Vous trouverez le bloc « Pin de lecture analogique » dans la section Avancé > Pins.

Le bloc "tracer graphique à barres" se trouve sous la section Led. Vous pouvez également ouvrir le projet prêt ici.

Étape 9: Comment ça marche

Ce projet profite du fait que les moteurs peuvent produire de l'électricité.

Habituellement, nous utilisons l'électricité pour alimenter le moteur et créer un mouvement rotatif. Ceci est possible grâce à ce qu'on appelle le magnétisme. Le courant électrique qui circule dans un fil a un champ magnétique similaire à celui des aimants. À l'intérieur du moteur se trouve une bobine de fil avec de nombreuses boucles et un arbre auquel est attaché un petit aimant. Si un courant électrique suffisamment important traverse les boucles de fil, cela créerait un champ magnétique suffisamment important pour déplacer l'aimant, ce qui ferait tourner l'arbre.

Fait intéressant, le processus électromagnétique décrit ci-dessus fonctionne également en sens inverse. Si nous faisons tourner l'arbre du moteur à la main, l'aimant rotatif qui y est attaché créera un courant électrique dans le fil. Le moteur est maintenant un générateur !

Bien sûr, nous ne pouvons pas faire tourner l'arbre très rapidement, le courant électrique généré est donc très faible. Mais il est suffisamment grand pour que le micro:bit le détecte et le mesure.

Maintenant, fermons l'interrupteur à glissière (S1). Le support de batterie (B1) alimente le micro:bit via la broche 3V. La boucle "pour toujours" dans le micro:bit commence à s'exécuter. À chaque itération, il lit le signal de la broche P1 et l'affiche sur l'écran LED.

Si nous soufflons maintenant de l'air sur l'anémomètre, nous ferons tourner le moteur (M1) et générerons du courant électrique, qui s'écoulera vers la broche P1.

La fonction "lecture analogique de la broche P1" sur le micro:bit détectera le courant électrique généré et, en fonction de la quantité de courant, renverra une valeur comprise entre 0 et 1023. Très probablement, la valeur sera inférieure à 100.

Cette valeur est passée à la fonction "plot bargraph" qui la compare à la valeur max 100 et allume autant de LED sur l'écran micro:bit que la proportion entre les valeurs lues et max. Plus le courant électrique est envoyé à la broche P1, plus le nombre de LED sur l'écran s'allumera. Et c'est ainsi que nous mesurons la vitesse de notre anémomètre.

Étape 10: Amusez-vous

Maintenant que vous avez terminé le projet, soufflez l'hélice et amusez-vous. Voici mes enfants essayant de battre un record de rafales de vent.