Ohjelmoitava Kyltti

9.luokan käsityönopetukseen ohjelmoitu kyltti , jossa hyödynnetty ohjelmointia microbitille. Kylttiosuus toteutettu lasertyöstöllä ja 3D -tulostuksella. Microbitille on ohjelmoitu musiikkia sekä ledit vilkkumaan nappia painettaessa.

Opetuksen kesto: Käsityöprojektin kesto on 10 opetuskertaa ( 2x45 min.) kun yksi oppilas toteuttaa käsityön yksin.

Opetuksen eriyttäminen:

opetuksessa huomioidaan oppilaiden erilaiset tarpeet ja edellytykset käsityön opiskeluun.

Oppilaat saavat toteuttaa tuotteensa joko yksin tai pienessä ryhmässä. Toteutus voidaan tehdä yksinkertaisella tai haastavammalla ohjelmointiosuudella ottaen huomioon oppilaan lähtökohdat ( onko aikaisemmin ohjelmoinut tai käyttänyt suunnitteluohjelmia).

Ohjelmoinnissa voidaan joko käyttää pelkästään ledejä tai summeria tai molempia.

Mikäli tietokonemallinnus tuntuu osasta oppilaita haastavalta, opettaja voi näyttää opetusvideoita.

Opettaja voi jakaa työtehtäviä ryhmän oppilaiden kesken, jolloin jokainen ehtii perehtymään yhteen osa-alueeseen niin, että osaa toteuttaa osuuden omatoimisesti käsityöprosessissa. Kaikkiin osa-alueisiin perehtyminen voi olla joillekin oppilaille haastavaa kun opetukseen käytettävissä oleva aikataulu on tiukka.

Työhön tarvitaan: laservaneria, paristokotelo, jossa microbit -levyyn yhdistettävä välikappale, microbit, ledejä (5 mm), vastuksia riippuen ledeistä, (summeri), johtimia, hauenleukoja, (pika)liimaa, kaksipuoleista teippiä

Muut järjestelyt: Juotospiste, 3D tulostin, Lasertyöstöasema, Tietokoneohjelmat: RD works, Inkscape, Cura

Suunnitelman voi laatia esim. A4 paperille ja toiselle A4 paperille laaditaan kytkentäkaavio, josta ilmenevät työhön tulevan virtapiirin kytkennät. Kytkentäkaaviossa virtapiirin osat on merkitty yleisillä merkintätavoilla.

Suunnitelman mukaisilla mitoilla valmistetaan pahvista prototyyppi kyltille, johon merkitään mahdollisten ledien paikat sekä tekstin paikka.

Työstä laaditaan digitaalinen malli Inkscape-ohjelmalla

Tässä työvaiheessa suunnittele työllesi muoto ja lisää kaiverrettavat tekstit sekä valitse fontti. 

Aseta työsi mitat oikeiksi ja lopuksi tarkista vielä, ettei sivulle jäänyt ylimääräisiä kuvioita varsinaisen työn lisäksi. Vahingossa saattaa jäädä viivoja tai polkuja, jotka tulee poistaa ennen seuraavaa työvaihetta.

Tallenna suunnitelma.

Riippuen siitä, millaisia ledejä käytetään, on hyvä testata ennen varsinaisen työn laserointia, millaiset reiät ledeille halutaan. Testikappaleet suunnitellaan erillisellä Inkscape –tiedostolla ja tehdään useita reikiä eri mitoilla. Esimerkiksi 5 mm ledeille voidaan testata mitoilla 5mm, 5.1mm, 5.2mm, 5.3mm jne. 5 mm ledeille hyvä aukon koko on 5.2 mm, jos halutaan että koko led istuu 4mm paksuisen laservanerin aukkoon.

Avaa RD works-ohjelma tietokoneelta.

Tuo Inkscapessa mallintamasi työ ohjemaan valitsemalla File -valikosta Import ja etsi oma nimellä tallennettu suunnitelmasi muistitikulta.

Tässä vaiheessa työhön pystyy vielä tekemään joitain muutoksia jos ne ovat tarpeen.

Määritetään mitkä osat työstä kaiverretaan(scan), mitkä leikataan (cut)ja lopuksi valitaan toimintojen suorittamisen järjestys. Anna jokaiselle toiminnolle oma väri esim. kaiverrus punainen, ledien reikien leikkaus sininen ja ulkoreunojen leikkaus musta. Aseta työn reunojen leikkaus.  

Lopuksi määritetään lasersäteelle teho ja pyörimisnopeus.

Siirretään download-painikkeella tiedosto RD works –ohjelmasta lasertyöstökoneeseen ja avataan se valikosta.

Tarkistetaan, että kaikki arvot ovat oikein ja työ näkyy oikein aseteltuna lasertyöstökoneen ikkunassa.

Ennen varsinaisen kaiverruksen aloittamista on hyvä varmistaa, että laseroitava kappale on tukevasti alustallaan. Tarvittaessa siirrä kappaletta tai aseta pieni paino reunalle. 

Testaa laseroitava alue ja, että laser osuu leikattavaan levyyn.

Sulje kansi ja käynnistä.

Ohjelmoidaan musiikki painettaessa nappia A sekä vilkkuvat ledit painettaessa nappia B.

Käytä ohjelmoinnissa microsoftin makecode ohjelmistoa ja valitse ohjelmointi microbitille.

Tallenna koodaamasi tiedosto omaan kansioosi tai tikulle.

Yhdistä microbit -levy tietokoneeseen usb-kaapelilla.

Raahaa hiirellä tallentamasi tiedosto microbit –levyn kansion kohdalle, jolloin ohjelma latautuu.

Tulosta Microbit-levylle tuki 3D tulostimella.

Ladattava valmis malli löytyy esimerkiksi sivustolta:

https://www.youmagine.com/designs/micro-bit-holder

Kiinnitä microbit –levy, sekä paristokotelo alustaansa.

Juota johtimet kiinni hauenleukoihin.

Asettele ledit oikein päin plusnapa kohti puolta, josta plusjohto tulee ja miinusnapa kohti puolta, josta miinusjohto tulee, ja liimaa ne kiinni työn aukkoihin.

Juota vastus ledien ja maa –johdon väliin.

Juota ledien väliin johtimet.

Yhdistä virtapiiri asettamalla hauenleuat paikoilleen miinusjohto ground -kohtaan ja plusjohto pin1:een.