Trong quá trình thiết kế nội thất hay xây dựng, cơ khí,… chúng ta đều cần phải sử dụng thước đo cân bằng (thước thủy) để đo đạc và tính toán các góc nghiêng, độ cân bằng, độ dốc,… để đảm bảo tính chính xác trong quá trình thi công.
Đây là thiết bị giúp đo mức độ thăng bằng của nước để đưa ra những thông tin về độ nghiêng và độ cân bằng:
Trong bài hướng dẫn này, chúng ta sẽ ứng dụng Yolo:Bit vào xây dựng mô hình thước thủy tương tự như vậy, có thể đo được độ nghiêng của mặt phẳng nhé!
Mục lục
Mục tiêu
- Hiểu về thước thủy là gì và ứng dụng của nó trong đời sống
- Cảm biến gia tốc và cách hoạt động
- Tự sáng tạo một thước thủy cho riêng mình
Kiến thức cần biết
Tùy vào đặc điểm cấu tạo cũng như vai trò khác nhau mà thước đo cân bằng được chia làm nhiều loại: thước thủy đo độ nghiêng, thước thủy cân bằng, thước nivo điện tử,…
Tuy nhiên, chúng đều hoạt động theo nguyên lý thăng bằng của bọt thủy:
- Phía trên thước thủy có 1 hoặc 2 ống thủy tinh, nằm ngang và nằm thẳng đứng.
- Khi thước thủy bị nghiêng, mặt nước cũng sẽ nghiêng theo, nhờ đó, ta biết được mặt phẳng hiện tại có đang thăng bằng hay không.
Tuy nhiên, trong dự án lập trình STEM này, chúng ta sẽ dùng đến cảm biến gia tốc để phát hiện độ nghiêng, thay cho sự thăng bằng bọt thủy.
Ngày nay, cảm biến gia tốc được ứng dụng và hiện diện rất nhiều xung quanh ta, từ điện thoại thông minh có thể biết được hướng điện thoại đang chỉ, cho đến các loại máy đo độ rung, dùng để phát hiện động đất…
Trên Yolo:Bit đã có tích hợp sẵn một cảm biến gia tốc, giúp đo độ nghiêng của Yolo:Bit về các phía hoặc nhận biết Yolo:Bit đang úp hay ngửa. Ngoài ra, dựa vào mức độ nghiêng về các hướng, gia tốc cũng sẽ tính toán và phát hiện được trạng thái bị lắc.
Nguyên lý hoạt động của cảm biến gia tốc được dựa trên hệ trục không gian xyz (trong trạng thái Yolo:Bit nằm ngửa), trong đó:
- Trục x: trục mặt nằm ngang (hướng trái phải)
- Trục y: trục mặt nằm dọc (hướng trước sau)
- Trục z: trục đứng (hướng trên dưới)
Hướng dẫn thực hành
Chuẩn bị
- Máy tính lập trình minh Yolo:Bit
- Hộp pin cho Yolo:Bit
- Mô hình giấy đã cắt sẵn theo file tại:
https://drive.google.com/file/d/1dFMMEMKLMHDVUTJlIA7URJxXcHWoQ5of/
Chế tạo mô hình
Bước 1: Sử dụng kéo để khoét 2 lỗ vuông và khoét 2 bên cánh của bọ cạp như hình:
Bước 2: Gấp mô hình giấy thành hình vuông:
Bước 3: Cắm Yolo:Bit vào thước thủy, 2 lỗ vuông vừa khoét sẽ dùng để chứa nút nhấn A, B:
Bước 4: Cố định hộp pin vào bên trong thước:
Bước 5: Kết nối Yolo:Bit với pin, đồng thời cố định mô hình bằng băng keo 2 mặt:
Bước 6: Gấp 2 đầu của thước lại và cố định bằng băng keo 2 mặt, hoàn tất mô hình:
Nạp chương trình lập trình
Khi cảm biến gia tốc phát hiện trạng thái đang nghiêng sang bên nào, chúng ta sẽ hiển thị hình mũi tên chỉ sang hướng đó.
Nếu Yolo:Bit đang ở trạng thái cân bằng, chúng ta sẽ cho đèn LED hiển thị hình cân bằng để báo hiệu. Chương trình hoàn chỉnh sẽ như hình bên dưới:
Bạn có thể tải chương trình trực tiếp tại:
https://app.ohstem.vn/#!/share/yolobit/2AI4E03hmpyJhECPepmDlNurbUn
Lời kết
Thước đo cân bằng là một dự án lập trình STEM gắn với kiến thức về lĩnh vực xây dựng, phù hợp để học sinh tiếp cận kiến thức thông qua các hoạt động thực tế theo đúng lý thuyết của giáo dục STEM.
Bạn đã thực hiện thành công dự án trên chưa? Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, vui lòng liên hệ OhStem để được hỗ trợ nhé!
Bạn cần thêm nhiều dự án STEM khác? Tải ngay sách 100+ ý tưởng STEM với Yolo:Bit mà OhStem đã biên soạn sẵn cho bạn:
