Архив Галактики

Ардуино, mBlock и набор "Умный дом" (БХВ). Проект "Азбука Морзе" (управление светодиодом)

scar169 / 06.01.2017

В прошлой статье были проведены первые опыты с набором "Умный дом" (БХВ) по управлению светодиодом, подключенным к плате Arduino UNO. Программирование шло в среде mBlock. Продолжим серию экспериментов, дополнив ее проектом "Азбука Морзе", который прекрасно вписывается в учебный курс и технологии и информатики.
Пример:
Предмет: Информатика.
Класс: 5.
Учебная тема(ы): Информационные процессы. Передача информации. Кодирование информации.
Опорный учебник(и): Информатика 5 класс, Л.Л. Босова, А.Ю. Босова, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.
Знания и умения, необходимые для выполнения проекта: знать понятие информационного процесса, способы передачи информации, основные информационные революции; понимать процесс кодирования информации; уметь кодировать и декодировать информацию.
Предмет проекта: Процесс кодирования информации методом Морзе.
Цель проекта: Научиться кодировать информацию методом Морзе, передавать закодированную информацию с помощью звукового передатчика, пользоваться азбукой Морзе.
Задачи:
1. Изучить способ кодирования информации, предложенный Морзе.
2. Корректно закодировать сообщение и передать его, используя единую азбуку для источника и получателя.
3. Расшифровать полученное сообщение.

В следующий раз дадим продолжение проекта:
4. Изучить способ передачи информации с помощью телеграфного ключа.
5. Собрать и запрограммировать звуковой кнопочный передатчик.

Информационный блок проекта позаимствовал (Тарапата Виктор Викторович. КОНСТРУИРУЕМ РОБОТОВ НА LEGOR. G. MINDSTORMSR. G. EDUCATION EV3. ТАЙНЫЙ КОД СЭМЮЭЛА МОРЗЕ)

Этап I. Изучаем способ кодирования, предложенный Морзе.
Код Мо́рзе, «Морзя́нка» (Азбукой Морзе код начал называться только с начала Первой мировой войны 1914-1917гг.) — способ знакового кодирования, предложенный американским изобретателем и художником Сэмюэлем Морзе в 1838 году.
«Морзянкой» выполняется представление букв алфавита, цифр, знаков препинания и других символов в виде последовательности сигналов: длинных («тире») и коротких («точек»).
Правила кодирования Морзе:
1) За единицу времени принимается длительность одной точки.
2) Длительность тире равна трём точкам.
3) Пауза между элементами одного знака — одна точка
4) Пауза между знаками в слове — 3 точки.
5) Пауза между словами — 7 точек.
Каждый символ кодируется определенной последовательностью «точек» и «тире».
Международная азбука Морзе выглядит следующим образом:


Кириллическая азбука Морзе выглядит следующим образом:


Этап II. Собираем передатчик светового кода
Воспользуемся схемой сборки с прошлого занятия (что экономит время, если ее не разбирали):

По сути, у нас все уже есть для передачи с помощью световых сигналов нужной информации.

Этап III. Пишем программу для передатчика.
В нашем случае у нас в распоряжении есть клавиатура компьютера, поэтому первый вариант может быть построен на использовании двух кнопок для передачи "Точки" и "Тире" соответственно. Поскольку со временем скорость восприятия передаваемого кода может измениться, то для задания исходного временного отрезка - длительности одной точки, можно ввести соответственную переменную. При этом удобно воспользоваться (или ввести данный инструмент, если ранее не вводили, самое время) созданием новых блоков - точка и тире, для удобства набора. Данные и блоки - Сделать блок. Заодно можно сразу создать блоки и для паузы между знаками в слове и между словами, для последующих заданий пригодятся.
В итоге может получиться примерно такая программа:

Здесь для подачи сигналов точки и тире используются нажатия кнопок на клавиатуре "а" и "s", но можно использовать любые удобные клавиши.
Теперь можно потренироваться в передаче и дешифровке сообщений, что удобно делать командами... но..это лучше будет сделать на следующем занятии, когда мы создадим простой кнопочный передатчик, да и азбука Морзе лучше уложится в голове))).

А сейчас самое время вспомнить, что мы находимся в XXI веке и у нас в распоряжении все же более серьезный инструментарий, что позволяет делать автоматические передающие устройства. Зачем? ну, например, для подачи звукового или, в нашем случае, светового сигнала SOS в случае необходимости.
Не меняя дополнительных блоков, просто создаем нужную последовательность сигналов в нашей программе.


Проверяем работоспособность. Работает? Тогда логично сделать так, чтобы наше устройство передавало сигнал автоматически, без привязки к компьютеру.
Меняем шапку проекта на Arduino Program, загружаем скетч на устройство, подключаем питание и наблюдаем за результатом.

Дополнительные задания
А вот здесь - свобода творчества.
Можно в блоках сделать весь алфавит азбуки Морзе и записывать сообщения в виде

Здесь как раз интересно оптимизировать создание блоков, для чего надо понять, что символы можно кодировать через другие символы.

Интересно разделиться на команды и посылать/принимать сообщения, кодируя и декодируя информацию.

Что дальше?
А вот дальше - много вопросов и широкое поле для следующих исследований. Автоматика - хорошо, но это дети, и им хочется передавать информацию, нажимая на кнопку, а значит, можно будут поговорить о том, как использовать кнопку в соединении с Ардуино.
А как не светить, а издавать звук? Можно будет ввести блоки звука в нашей программе интерактивного управления, а потом - подключить к плате Ардуино источник звука.
"А кто увидит этот светодиод?..." И тут самое время поговорить о возможности управления серьезными токами, например, включать мощные лампы и о том, какое оборудование-посредник нам потребуется...
Так что учиться, учиться и учиться))))
Файлы проектов:  morze.zip ( 74 килобайт ) Кол-во скачиваний: 211



PS Для тех, кому интересно -Запоминалки азбуки Морзе
По ссылке вы найдете «напевы», т.е. ритмические проговаривания тех или иных наборов точек и тире. При этом слоги, в состав которых входят гласные «а», «о», «ы» обозначают тире, а остальные слоги и слог «ай» – точку.И хотя сегодня в ходу радиосвязь и интернет, тем не менее многие радиолюбители во всем мире до сих пор используют азбуку Морзе.


Наши публикации по теме: учебные наборы "Умный дом"(и другие наборы на основе Ардуино):
"Умный дом" (БХВ), mBlock и первые проекты с Arduino UNO и светодиодом
От "Умного дома" (БХВ) до "Конструкторского бюро" в школе
Arduino. Наборы. "Умный дом" от БХВ-Петербург