Djelovanje sile na čestice

Mladi informatičari Strahoninca (MIS)

Cilj projekta je izraditi digitalni simulator gibanja čestica upravljanih djelovanjem sila.

Česticama će se upravljati korištenjem Microbit uređaja (po jedan uređaj za jednu česticu) i to korištenjem akcelerometra (nagib Microbita određuje smjer djelovanja sile).

Cijeli projekt će biti implementiran u obliku zabavne i dinamične računalne igre.

Projekt je prijavljen na temu: Fizikalni pokusi uz micro:bit (dobna skupina: 6. – 8. razred OŠ).

Video snimka

Priprema opreme

Pripremiti i isprogramirati Microbit uređaje (vidi programski dio projekta).

Koristi se jedan microbit kao komunikacijski preklopnik između Bluetooth i USB protokola, te više (1 do maksimalno 8) Microbit uređaja kao upravljački uređaji za kontrolu čestica

Spojiti microbit komunikacijski preklopnik na računalo korištenjem USB kabla.

Spojiti (korištenjem Bluetootha) upravljačke Microbitove na način da se svakom upravljačkom microbitu (korištenjem tipke A) dodijeli jedinstveni kontrolni broj, te se uspostavi komunikacija (pritiskom na tipku B).

U primjeru na slici to je broj 3 (što kasnije znači da se njime upravlja sa česticom 3).

Pomoći alata na računalu “Computer Management” – “Device Manager” utvrditi COM port microbita. Naime, microbit koji je spojen na računalu preko USB kabla se na računalu pojavljuje kao COM port. U primjeru na slici to je COM10.

Pokrenuti simulator čestica (izrađen za potrebe projekta korištenjem Unity alata), na simulatoru čestica uspostaviti komunikaciju.

Komunikacija se uspostavlja tako da se korištenjem tipki (strelica gore) i (strelica dolje) namjesti odgovarajući COM port.

Zaigrati igru! Svako dijete pomoću svog upravljačkog microbita upravlja sa jednom česticom dok se teren “smanjuje”. Pobjednik je onaj tko zadnji ostane na terenu i ne padne u ponor.

U svakom trenutku igra se može započeti ispočetka pritiskom na razmaknicu.

Budite nasmijani i hrabro podnesite poraz!

Programiranje

Upravljački microbit (program 1):

Napravi osnovni program za Bluetooth komunikaciju. Program treba slati podatke o igraču (varijabla “player”), te podatke o položaju microbita (ulazi sa senzora – rotation:pitch i rotation:roll).

Program te podatke šalje u obliku jednog retka teksta. Kako bi sve te razne podatke objedinili u redak teksta, koristili smo blok naredbu “join”.

Pomoću “forever” petlje postignuto je neprekidno slanje poruka, dok je pomoću naredbe “pause” postignuta kratka pauza između dva uzastopna slanja poruka za istog igrača.

Upravljački microbit (program 1):

Dodaj kontrolu slanja poruka pomoću varijable “started”. Korištenjem ove varijable i vrijednosti u njoj moći ćemo pričekati sa slanjem poruka o igraču sve dok se inicijalno ne podesi upravljački microbit.

Upravljački microbit (program 1):

Dodaj mogućnost odabira igrača. Isprogramiraj da pomoću tipke A možeš mijenjati redni broj igrača (od 1 do 8, te ponovno od 1). Ovo će kasnije omogućiti ispravno podešavanje upravljačkog microbita za svakog pojedinog sudionika igre.

Pri tome je bitno da sudionik igre može samo na početku mijenjati svoj redni broj, kako ne bi kasnije zločesto ometao druge igrače.

Dodaj početak upravljanja česticom (početak slanja poruka).

Isprogramiraj microbit na takav način da tipka B označava početak rada (početak slanjapoložaja) microbita. Pri tome više sudionik igre neće moći mijenjati svoj redni broj, a upravljački microbit će započeti stalno slati informacije o položaju microbita korištenjem
Bluetooth komunikacije.

Kako bi sudionik bio siguran da je microbit započeo sa slanjm poruka, na ekranu se pokazuje sličica-smješko, a nakon jedne sekunde se ponovno pokazuje redni broj igrača koji je sada nepromjenjiv.

Sudionik igre može u svakom trenutku pogledom na svoj microbit vidjeti kojom lopticom on treba upravljati.

Komunikacijski microbit (program 2):

Komunikacijski microbit ima vrlo jednostavnu funkciju: svaku poruku koju primi preko Bluetooth protokola treba poslati na USB port. Program za njega se sastoji od postavljanja radio grupe i zapisivanja na USB port onih poruka koje su pristile preko Bluetooth (radio) modula.

Završni dio

Link na preuzimanje programa za 1. micro:bit je ovdje.

Link na preuzimanje programa za 2. micro:bit je ovdje.

Jedna od bitnih komponenti je zabavni simulator čestica – aplikacija sa trodimenzionalnom grafikom napisana za PC računala (Windows uređaje).

Navedena aplikacija je dostupna za download na sljedećoj adresi:
https://strahoninec-my.sharepoint.com/personal/renato_zeleznjak_udruga-mis_hr/_layouts/15/guestaccess.aspx?docid=015a7ba400df34c44a2db5a55a1b88bd0&authkey=AR4_htfwB2bWfmsToqTWWDQ

Autori

Projekt su izradili Fran Železnjak, Neo Loparić i Andrija Železnjak  uz mentorstvo Renata Železnjaka iz Mladih informatičara Strahoninca (MIS).

Projekt je prijavljen na temu: Fizikalni pokusi uz micro:bit (dobna skupina: 6. – 8. razred OŠ).

Drugi projekti