Haaste: Oma kytkin

Johdanto

Olet tässä luvussa käyttänyt erilaisia kytkimiä. Painonappi suljettiin painamalla, reed-kytkin magneetilla ja tilt-kytkin kallistamalla. Minkälaisia muita kytkimiä voisi tehdä? Periaatteessa vain taivas on rajana! Tässä harjoituksessa pääset rakentamaan muutaman erilaisen kytkimen. Voit käyttää niitä myös osana tulevaa loppuprojektiasi.

Alla olevassa videossa esitellään monivaiheinen ketjureaktio, niin sanottu Goldberg Machine. Minkälaisia kytkimiä löydät ketjureaktion eri vaiheista?

Linkduino: Arduino Reuben Goldberg - Full Presentation

Tarvikkeet

Mehackit boardin (tai Arduinon), USB-johdon, koekytkentälevyn ja johtimien lisäksi tarvitset seuraavia asioita.

Osa	Kuva	Kuvaus
Naaras-naaras jatkojohto x 4
Piezo-kaiutin		Piezo on yksinkertainen kaiutin, jolla voi muuttaa jännitteen vaihtelun ääneksi. Monia piezoja voi käyttää myös anturina. Piezo-kaiuttimen ulkonäkö voi vaihdella paljon - kuvassa on Maker kitistä löytyvä piezo.
Noin 30 x 30 cm pala pahvia
Teippiä ja paperiliimaa
Alumiinifoliota
Sakset

Virtapiiri

• Kytke piezo porttiin 3 ja maahan.
• Kytke johtimet porttiin 2 ja maahan. Jätä näiden johtimien päät vielä vapaiksi. Pääset pian yhdistämään ne itse rakentamaasi kytkimeen.

Ohjelman tavoite

Tämä ohjelma on simppeli ja tuttu jo aiemmalta kurssilta: kun kytkin suljetaan, piezosta kuuluu ääni.

Tehtävän pääpaino on ohjelmoinnin sijaan oman kytkimen suunnittelussa ja rakentamisessa.

Tutut komennot

• pinMode(portti, asetus)
• digitalRead(portti): Lukee digitaalisen portin tilan.
• if/else: Tällä rakenteella toteutetaan ehtolauseet.
• tone(portti, taajuus): Komento, jolla tuotetaan erilaisia ääniä piezo-kaiuttimen välityksellä.
• noTone(portti): Ohjataan tietty portti lopettamaan äänen tuottaminen.

Ohjelmointi

void setup() {
  // Aseta kytkimen portti tilaan INPUT_PULLUP
  // Aseta piezon portti ulostuloksi
}

void loop() {
  // Jos portista 2 tuleva tila on LOW, soita piezosta taajuutta 440 Hz
  // Muuten älä soita piezosta mitään (noTone-komento)
}

Kytkimen muotoilua 1/3

Tässä kohdassa on ohjeet yksinkertaisen mutta hauskan suljettavan kytkimen rakentamiseksi. Tätä kytkintä voit käyttää vaikka morsettamiseen.

1. Leikkaa pahvista noin 20cm x 10 cm pala. Taita pala keskeltä, kuten kuvassa.

2. Teippaa porttiin 2 ja maahan menevien johtimien vapaat päät pahvin reunoihin kuvan osoittamalla tavalla. Älä laita teippiä johtimien metallipäiden päälle, koska on tärkeää, että ne saavat hyvän kontaktin päälle tulevaan alumiinifolioon!

3. Leikkaa foliosta kolme noin 10 cm x 10 cm palaa. Taittele palat suikaleiksi.

4. Liimaa foliosuikaleet pahviin siten, että kannessa oleva suikale on eri päin kuin kaksi pohjassa olevaa suikaletta. Kun kytkimen sulkee, tulisi kannessa olevan suikaleen yhdistää kaksi pohjassa olevaa foliosuikaletta. Varmista, että foliosuikaleet osuvat sähköjohtimiin.

Seuraavaksi voit tehdä vielä erilaisia versioita kytkimestäsi

Kytkimen muotoilua 2/3 - Kolikkokytkin

Tällä sivulla on ohjeet kolikkokytkimen ja seuraavalla sivulla vesikytkimen valmistamiseksi.

Kolikkokytkimen ideana on, että käyttäjän syöttämä kolikko yhdistää johtimen päät toisiinsa ja sulkee virtapiirin. Kytkimen valmistamiseen tarvitset vessa- tai talouspaperirullan, pahvia, teippiä ja alumiinifoliota.

1. Muotoile ensin vessa- tai talouspaperirullan putkea alla olevan kuvan osoittamalla tavalla siten, että sen pohjaan jää tasainen liuska. Liuskasta kannattaa tehdä sellainen, että käyttämäsi kolikko (esim. 2€) mahtuu juuri liukumaan siinä.

2. Vahvista putken pohja kiinnittämällä siihen pahviliuska. Teippaa lopuksi johtimet liuskan päähän siten, että johtimien metallipäät jäävät vapaiksi.

3. Askartele putken toiseen päähän pahvista seinä, josta kolikkokytkimen käyttäjä voi syöttää kolikon putkeen. Varmista, että syöttöreikä on ylempänä kuin putken alapää, jotta kolikko liukuu putken alaspäin sujuvasti.

4. Kokeile kytkintä. Syötetyn kolikon tulisi nyt liukua putken alapäähän ja yhdistää johtimen päät toisiinsa, koska kolikko johtaa sähköä! Mikäli kolikko ei osu johtimen päihin helposti, voit tehdä alumiinifoliosta laatat, jotka yhdistät johtimiin. Tällöin kolikko osuu näihin liuskoihin helpommin.

Kolikkokytkin

Kytkimen muotoilua 3/3 - Vesikytkin

Vesikytkimen voi tehdä kaatamalla suolavettä kahden johtimen väliin - suolattu vesi tunnetusti johtaa sähköä!

Tarvitset kytkimen rakentamiseksi pienen astian, kertakäyttömukin tai puolen litran muovipullon, vettä ja suolaa.

1. Kiinnitä ensin kaksi uutta johtoa porttiin neljä ja maahan. Teippaa näiden johtimien päät esimerkiksi lautaselle.

2. Ohjelmoi piezo soittamaan ääni, kun kytkin sulkeutuu. Kokeile kaataa vettä johtimien väliin lautaselle. Kytkimesi pitäisi nyt sulkeutua ja piezosta pitäisi siten kuulua ääni.

3. Voit tehdä kaatoliikkeen myös moottorilla, jolloin saat efektistä entistä näyttävämmän! Jos haluat tehdä tämän, liitä ensin kevyt muovinen muki servomoottorin viisariin teipillä kuvan osoittamalla tavalla. Servo tulisi myös liimata tai teipata kiinni jonkinlaiseen jalustaan, jonka virkaa alla olevassa kuvassa tekee kahvisuodatin.

4. Kytke sitten servo porttiin 9. Kaaviossa on myös aiemmat johdot, jotka kytkit porttiin 4 ja maahan.

5. Kopioi täältä löytyvä koodi Arduinollesi. Kun suljet porttiin 2 kiinnitetyn kytkimen, servo kallistaa mukia hitaasti ja kaataa suolatun veden lautaselle, jossa porttiin 3 liitetty kytkin sulkeutuu ja soittaa piezoa. Tässä onkin jo muutaman vaiheen ketjureaktio, jota voit jatkaa vaikka kurssin loppuprojektissasi! Alla on ketjureaktiosta kuvattu lyhyt video inspiraatioksi.

Vesikytkin