2015年12月25日 星期五

Arduino 超音波測距應用在聲音單元

就是這東西



除了可以應用在運動學上之外,在「聲音」課程中,提到關於「聲納」等超音波的應用時,這就是一個可以實際上讓學生看到的應用。

理論上如果把這玩意兒塞進一根密閉的管子裡面的一端,想辦法改變裡面的氣體組成(例如灌二氧化碳進去)或是改變溫度(同時加一根溫度計給arduino就好)應該可以進行影響聲速因素的一些探究課程。

下面的code可以顯示距離發射接收的時間,如果固定距離改變介質,測量時間,就可以測量介質對聲音速度的影響


code

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 2, 1, 0, 4, 5, 6, 7, 3, POSITIVE);

// HCSR04Ultrasonic/examples/UltrasonicDemo/UltrasonicDemo.pde
#include <Ultrasonic.h>


#define TRIGGER_PIN  12
#define ECHO_PIN     13

Ultrasonic ultrasonic(TRIGGER_PIN, ECHO_PIN);

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.backlight();
}

void loop()
{
  float cmMsec, inMsec;
  long microsec = ultrasonic.timing();

  cmMsec = ultrasonic.convert(microsec, Ultrasonic::CM); // 計算距離,單位: 公分
  inMsec = ultrasonic.convert(microsec, Ultrasonic::IN); // 計算距離,單位: 英吋
  Serial.print("E");
  Serial.print("   t=");
  Serial.print(microsec);
  Serial.print("ms   ");
  Serial.print("distance=");
  Serial.print(cmMsec);
  Serial.println("cm");
  delay(1000);
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0 ,0);
  lcd.print("t=");
  lcd.print(microsec);
  lcd.print("ms");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("D=");
  lcd.print(cmMsec);
  lcd.print("cm");
    delay(1000);
}

Arduino收集溫度數據並分析

用Arduino加上溫度計,進行熱與溫度的實驗,收集數據並分析。可以輕易的獲取大量的數據,長時間收集數據後,再把數據交給學生分析討論也沒問題。數據收集中的畫面,可以用PLX-daq即時收集起來,畫成圖。就是每蒐集一個點,excel的圖就會長出一個點這樣...


2015年11月27日 星期五

收到的禮物們

一個朋友去山上,撿到一些很棒的東西,送給我可以當教具,超級開心!

小小的毬果



靠近拍

鱗片好可愛

然後這是什麼呢?


生物老師應該一眼就看出來了,這是脊椎骨喔!



這是山羌的脊椎骨,超威的!

這是靈芝

這我就不知道是啥碗糕了~





燃料電池

上次從高雄蔡振明老師那邊看到的燃料電池,看到之後就很想做,但是一直沒時間去找材料。後來託朋友去他們那邊賣碳的商行買到幾隻備長碳,今天收到之後,就馬上做一組起來。

其實完全沒難度啊,基本上就是跟電解裝置完全一模模一樣樣的東西。只是電極換成超大隻,裡面縫隙恐怕也超級多的備長碳而已。



2015年9月26日 星期六

Video Physics + Logger Pro/Logger Pro Lite

前情提要
1.2012年的Video Physics
2. Video Physics 的track

2015年的Video Physics 進化了,搭配Logger Pro,真的是中學教授運動學實驗非常powerful的工具。

Video Physics是iOS的APP,可以用iPad/iPhone來錄影後,分析影片中物體的運動,取得數據。

Logger Pro則是Windows/MacOSX/Linux都可以用的電腦程式,可以拿Video Physics取得的數據來分析

製作這些軟體的公司是Vernier Software & Technology,相關的軟體都可以在裡面下載到。


2015年9月10日 星期四

Video Physics的Track功能

以前Video Physic 要一個點一個點自己按,最近發現它可以自己追蹤囉!當然影片要拍的清楚才行就是了

2015年8月31日 星期一

跟捷達無線麥克風搭配的喇叭

JSP5的時候,帶了這個到會場。搭配已經被我用到有點爛掉的X-mini,當做小蜜蜂用。不過X-mini有點太小了,聲音有點破掉。當時換了一個喇叭,聲音就好很多。

回來之後就想找個好的換個喇叭試試看,不過體積也不想太大,也要能有電池隨身攜帶。

一時找不到適當的,就拿了另一個以前本來要買來用在孔特管實驗的喇叭。結果發現還不錯。




2015年6月19日 星期五

Arduino + BLE shield 2藍牙模組,控制智高

將arduino和BLE shield 2連接,然後就可以用iOS控制一個伺服馬達。再讓這個馬達連接GIGO的齒輪,就可以驅動一個機械單元了。


使用teraterm終端機程式monitor arduino

我們可以用HC05藍芽晶片,讓電腦發出指令給arduino,控制arduino。那麼反過來,我可不可以讓電腦 monitor arduino輸出的訊息呢?

如果可以的話,就可以讓arduino和電腦分開的情況下,進行實驗,收集到數據。

我本來以為HC05裝上去後,當電腦跟HC05連接,就會給HC05 一個COM,然後我就可以從arduino的程式裡面,直接告訴電腦arduino的板子在那個COM,剩下就和平常做的事情一樣。但是我太傻太天真,這條路是行不通的。

所以要另外想辦法。

參考資料1: http://www.instructables.com/id/Arduino-AND-Bluetooth-HC-05-Connecting-easily/?ALLSTEPS

參考資料2:http://www.instructables.com/id/Cheap-2-Way-Bluetooth-Connection-Between-Arduino-a/step4/Set-up-your-PC-for-serial-Bluetooth-communication/

STEP1 首先,需要一個終端機程式,叫做teraterm。在這邊下載

STEP2 先用USB線連接arduino。把arduino的韌體上傳上去。要超音波測距的,要測pH的都可以,把硬體連接好,韌體傳上去。按下monitor看一下有沒有正常運作。如果有,就把USB線從電腦上拔起來。

STEP3 HC05部分,正負極接好,然後TX接arduino的RX,RX接arduino的TX

STEP4:電腦與HC05連接。從電腦的裝置管理員那邊,新增裝置,找到新的bluetooth,名字叫做HC05,連上去之後,密碼是1234。這樣電腦就和HC05連上了。

STEP5, 到裝置管理員納編會看到HC05, 點內容進去,然後看第二個標籤頁叫做[硬體] 就可以看到HC05現在是佔哪個COM。COM8

STEP6, 打開Teraterm,開啟之後,會跳出一個視窗,大概是問你要跟誰連接,選擇下半部的[連接阜],點進去選擇剛剛看到的COM8,就會跳出一個視窗。

這個視窗就相當於arduino程式裡面的monitor視窗。

如此一來,在做實驗的時候,電腦就可以不用一直跟著arduino跑了!


用arduino 控制 科學魔法車

這個有點複雜,是從雄哥那邊看到模仿的。雖然說是模仿,還真不容易,好多東西要學會才有辦法做。

使用了arduino+L293D IC, HC-05藍芽模組,科學魔法車和S4A。

Arduino+L293D是主要的控制模組,L293D這顆IC是可以讓arduino控制馬達的。HC-05則是可以讓電腦輸出訊號來和arduino溝通,最後利用S4A撰寫控制的程式,用上下左右和空白鍵輸出想要的訊號。

參考資料在這邊,雄哥寫得很完整了

我簡單地把大步驟紀錄一下

1.把HC-05藍芽模組調整baud為38400:因為要用S4A寫控制的軟體,所以要配合S4A的baud。所以要將HC-05先連上arduino,進入AT command模式後修改baud

2.把S4A的韌體灌給arduino。

3.依照雄哥網站裡的方式連接arduino, HC-05, L293D , 科學魔法車,

4.打開藍芽設定,將電腦連上HC-05

5.打開S4A, 順利的話應該會抓到arduino板子。

6.抓到之後,就依照雄哥網站裡的方式寫程式,執行,就可以玩車子囉




另外,我把iPhone放到車上,用airplay把畫面無線投到電視上,就可以看著電視遙控車子,享受駕駛小車的樂趣了!

2015年6月18日 星期四

HC-05 藍芽模組的使用

為了讓電腦用藍芽控制科學魔法車。(就是要學習雄哥的這招)
購買了HC-05藍芽模組和L293D控制馬達的IC

要把藍芽模組搞懂花了點力氣,所以在這邊作筆記

一、HC-05藍芽模組,正常使用共會用到四個接點,分別是5V, GND, 然後TX接到Arduino的RX, RX接到Arduino的TX。

二、運作時,藍芽模組的baud必須要跟arduino韌體的baud相同,如果不同的話,就要將HC-05切換到AT command 模式,下指令將baud改成相同。

三、以下是進入AT command的方式

1.參考影片:https://www.youtube.com/watch?v=fkS1elBSzgs
2.參考文件:http://www.instructables.com/id/Modify-The-HC-05-Bluetooth-Module-Defaults-Using-A/step1/Components-Wiring/
3.參考文件:http://gsyan888.blogspot.tw/2014/03/arduino-hc-05.html

2015年6月16日 星期二

Arduino + RedBear BLE shield 2 藍牙模組

還蠻方便的擴充版,接上去之後,灌入韌體,就可以用手機以藍牙連線控制

說明網頁在這邊 http://redbearlab.com/getting-started-bleshield/

作用大致如下影片




2015年6月15日 星期一

Arduino 超聲波測距進行運動學實驗

使用Arduino連接超聲波測距模組
參考資料一:http://blog.lyhdev.com/2012/10/arduino-1hc-sr04.html
參考資料二:http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2012/09/hc-sr04.html

連接方式很簡單,四個接點插上麵包板,然後依照說明連接四個接腳。

使用參考資料二建議的 HC-SR04 Ultrasonic Sensor Library。

我是這個library下載後,打開Arduino會在example裡面看到,從這邊打開demo之後,複製這個code貼上。然後調整code,把來回的時間與英吋兩個數據刪除。時間改為25毫秒收集一個數據,然後改成PLX能吃的格式。

code放這裡

在家裡簡單做了測試,裝置長這樣。


把一個球放在棋盤上,讓電腦開始蒐集數據,然後把球放開。



測出的數據長這樣。中間我去掉了兩個很「突出」的數據後,用二次函數趨勢線可以得到0.9955的決定係數。很不錯啊!


2015年6月10日 星期三

Arduino的筆記

arduino筆記,不寫自己都會忘,持續更新中

一、DS18B20的溫度計:by阿簡

1.電路很好接,可以讓電腦蒐集數據,也可以好幾個溫度計一起測量。
2.Arduino 1.6不能compiler
3.要使用兩個library.一個是OneWire, 另一個是DallasTemperture。解壓縮的時候要注意可能會多一層資料夾,要把資料夾拉到library那一層下面才行
4.資料夾的名字要注意不能錯
5.直接把資料送給excel(看這裡


二、DFRobot, pH meter

1.資料在這邊: http://dfrobot.com/wiki/index.php/PH_meter(SKU:_SEN0161)

2.裡面的code是可以接上LCD顯示的。我沒有LCD,直接在monitor上就可以看到數值了。

3.正負極接上,訊號線接到A0上就可以,線路很簡單。


2015年5月25日 星期一

用熱塑土製作磁攪拌子

熱塑土是融點大約是攝氏60度的聚合物,用熱水加熱軟化之後就可以塑型,冷卻之後還蠻堅硬的,所以可以用來製作一些玩偶啦或是工具。這個材料無毒,也算不容易產生化學變化,所以也可以拿來製作攪拌子。

很簡單,就是加熱融化之後,塞兩片磁鐵進去,冷卻定型就完畢啦。









2015年5月14日 星期四

首次淘寶成功-pH meter

好,我其實已經忘了是誰推的坑了,總之人生第一次在淘寶網買了一個for arduino的pH meter

使用上也很簡單,資料都在這邊

youtube可以找到有人裝了液晶螢幕來看pH,不過我需要的是將資料很容易的傳到電腦上,所以只要接上三條線,其中兩條是電源正負極,一條接到類比輸入A0。把程式上傳執行,就可以用了。



2015年4月17日 星期五

無線投影 Reflector 2

前一陣子,airserver更新,終於可以讓android和iOS都可以用同一套系統做無線投影。我那時候就在想我習慣用的reflector是不是也會有同樣的功能呢?

結果果然前兩天寄了信來說,推出reflector2,可以做android和iOS的無線投影

http://www.airsquirrels.com/reflector/



Android需要4.4.2以上

2015年4月5日 星期日

戶外天文課程

使用望遠鏡,手機、投影機等等組合。


#1 iPad 使用SkySafari4或Skywalk等星座盤軟體,用Qumi + 電池,帶一張大白紙板投影出來,可以讓大家看到星座盤。

如果學生人手一台iPad,那就不用投影了,直接看手上的iPad就好。

不過投影的話,比較能讓學員follow老師的角度




#3 紙板上面就是skysafari4的影像



#4另一種方案是,將手機接上望遠鏡,然後投影出來。讓大家看到望遠鏡裡的畫面。


當然其他無限投影,或者把畫面投到其他載具的方案也是可以。目鏡拿掉接webcam,在電腦上投出來,也是可以。



這次月蝕,雖然帶了望遠鏡出門,但是目鏡拿錯了。應該拿另一個倍率較低,但解析度較高的目鏡。這個目鏡會讓月亮爆框,反而拍不好。




2015年3月27日 星期五

測量聲音速度的裝置

從這邊看到仿製的
http://www.toray.co.jp/tsf/rika/pdf/h23_03.pdf

材料有壓電片,水管,3.5mm耳機端子母頭,有彈性的塑膠膜,例如氣球或乳膠手套。導線若干。


2015年3月23日 星期一

測量心跳呼吸的app

之前看到用攝影機加上閃光燈開啟,用手指靠上去,藉由攝影機拍攝手指的顏色變化換算成心跳,就覺得很強了。現在連手都不用靠上去,直接拍臉就可以算出心跳囉。


把手機或平板的鏡頭,對著臉,就可以幫你算出心跳!如果攝影機可以拍到胸口,還可以算出呼吸律




2015年3月20日 星期五

電解水裝置2

這個就是可以方便分開蒐集氫氣和氧氣的裝置啦。訴求也是一樣,電解液不要沾到手,不要滴的到處都是。

長這樣


電解水裝置

這個很久以前就做過了,放在很久以前的xuite部落格。最近要撈影片發現找不到了,所以就重做,重寫記錄了。



2015年3月3日 星期二

電解質檢驗裝置

就是之前廠商提供的,很簡單的檢驗電解質的裝置。不過這學期我給他重製了,希望會比較堅固一點,另外一方面在製作的時候有一點點需要注意的,就順便分享一下了。


2015年2月17日 星期二

Seek thermal

這是外掛型的教具,是託人在美國買到的,也沒有寄送台灣。算是不太好弄到的教具。

這東西是可以插在iOS/Android上,就把行動載具變成熱顯像儀的裝置。詳情請見官網

如果到露天搜尋熱顯像的話,可以搜到真正的熱顯像儀。不過價格非常高,解析度也不算好,所以這個解決方案是蠻實惠的(我買的時候是美金199,將近6000台幣,現在漲價,變成美金249)

SEEK Thermal 360 iPhone Final BG White from Tim LeBeau on Vimeo.


2015年1月18日 星期日

週期表APP

只有影片和配樂沒有說明。化學人應該很容易懂。建議放大到全螢幕會比較清楚...


SkySafari-星座盤APP

數位星座盤,大量的天文資訊和超方便數位星座盤。包含所在地和觀看方向的定位,時間調整和推薦可以觀看的天體


earthview-地球史APP


Ukulele自學app

想學ukulele的,可以來試試看。 http://eumlab.com/uke101/


那,學校可以準備二十隻不用太貴的ukulele,加上學生BYOD載具,用若干節音樂課的時間(加上在家裡練習的時間),學會ukulele嗎?
假如可以找到五種樂器和五種自學樂器的網站或app,期末就可以合奏了是吧

APP介紹:the elements + action

學校如果有1:1到2:1的學生-iPad比的話,在介紹日常生活周遭的元素課程時,這家出的幾套軟體我覺得蠻值得買的。

這家出的軟體都蠻貴的啦,但是內容的確豐富。我覺得從小學的高年級到大學都可以用。




2015年1月14日 星期三

土砲牛頓望遠鏡

我自己也不知道自己到底做了什麼蝦餃,做完之後自己都想笑

外觀長這樣,拿了之前做針孔相機的apple time capsule的盒子做的。原因有兩個,一個是口徑剛好。另一個是可以容易伸縮,就可以對焦了



2015年1月13日 星期二

底片筒顯微鏡

最近真的玩上癮了!



利用雷射筆鏡頭加上底片筒做的簡易顯微鏡。

2015年1月9日 星期五

顯微鏡的手機套筒效果

因為剛好手邊的顯微鏡和望遠鏡目鏡的口徑都一樣,所以做好的望遠鏡套筒就可以同時給顯微鏡用。

但是因為發現顯微鏡的目鏡不要整個貼住手機相機比較好,於是目鏡不能推到底。但是這樣目鏡就會鬆鬆的,於是就再把一個底片盒蓋切開,套在套筒的另一邊。

可以拍成這樣

2015年1月8日 星期四

水管望遠鏡的兩個小改良

吳俊輝教授設計的這個天文望遠鏡真的很厲害,不過最近在使用上遇到一個問題。一個是要找尋星星真的不容易,所以需要一個尋星鏡。另一個問題是,要用iPhone對著目鏡拍的時候,很難對準,也就是需要一個套筒。

第一個問題,我看到有人是黏了一根珍奶吸管當尋星鏡。今天我也試了一下,效果不算太好。但是已經可以把搜尋範圍縮小不少了。

想了幾個方式,剛好我手上有之前買的手機望遠鏡。就是手機殼上面可以鎖上一個望遠鏡,讓手機攝影可以有望遠效果這樣。倍率我記得是八倍,但是拍起來效果其實不好,後來就被我冰起來。這次想到了就拿來當尋星鏡吧

學校的夾線釘,size差不多,把望遠鏡用泡綿雙面膠包一下,就固定起來了。只是沒辦法固定太緊,每次使用前還是要找個明確的目標校正一下才行。


2015年1月7日 星期三

Webcam電子目鏡製作

咦?怎麼又一篇?莫非是騙稿費?

這篇和上一篇的差別是,這篇是從更前面開始做。然後因為原本的羅技C310被我操到有點怪怪的,所以又買了一顆新的,重新再做一次。當然同時也做了些改良。

第一步:買一個webcam,我覺得羅技C310算是CP不錯的。