Laulava Syntymäpäiväkortti

Syntymäpäiväkortti, jonka sisään saa pienen lahjan. Soi ja välkkyy syntymäpäivälaulun melodian tahtiin sitä ravistettaessa. Valmiiseen työhön on suunniteltu koodi ja kytkennät, mutta niitä ei ole asennettu luonnonvarojen säästämiseksi.

Projekti on suunniteltu peruskouluopetukseen.

Tarvikkeet: 

• 3 mm vanerilevy 
• Laserleikkuri 
• Puuliimaa 
• Kuminauhaa 
• Nappi 
• Micro:bit V2 
• Ledejä (3 kpl)
• Summeri
• Johtoa
• Ipad ja sen kynä (kynä, paperi, tulostimen skannaus ?)

Ohjelmistot: 

• Boxmaker 
• Inkscape 
• Thunder laser V8 
• https://makecode.microbit.org/ 
• Procreate

Halusin luoda laulavan syntymäpäiväkortin, jonka voisi antaa jollekkin läheiselle lahjaksi. Olen nähnyt tällaisia laulavia kortteja aiemmin kaupoissa myynnissä, mutta nyt en ole hetkeen niitä missään nähnyt. Ajatuksena oli tehdä ravistettava kortti, joka aloittaa laulun, kun sitä ravistaa. Lähdin suunnittelemaan koodia tämän pohjalta.  

Ohjelmointi microbitille tehtiin Makercode nettisivustolla (https://makecode.microbit.org/). Suunnittelin koodiin syntymäpäivämelodian ja lisäsin siihen kolme eriväristä led valoa palamaan vuorotellen melodian rytmissä.  

Koodi JavaScript versiona:

input.onGesture(Gesture.Shake, function () {

    music.startMelody(music.builtInMelody(Melodies.Birthday), MelodyOptions.OnceInBackground)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P16, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P1, 0)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 1)

    basic.pause(1000)

    pins.digitalWritePin(DigitalPin.P2, 0)

})

Halusin tehdä kortista avattavan, jotta sinne sisään saisi vaikka laitettua pienen lahjan. Hyödynsin boxmaker sovellusta ja valitsin sieltä tehtäväksi laatikoksi “boxes with round corners”, sillä sitä hyödyntämällä sain helposti taivutuksen laatikon yhteen sivuun. Tallensin laatikon SVG muodossa ja muokkasin sitä Inkscape-sovelluksessa. Kopioin siitä vain taivutuksen ja piirsin Inkscapella 400 mm x 135 mm kokoisen suorakaiteen muotoisen kappaleen. Asetin taivutuksen samaan tasoon tämän kappaleen kanssa ja keskelle sitä. Taivutus on kooltaan 140 mm x 135 mm ja sitä ympäröivät sivut ovat 130 mm x 135 mm. 

Piirsin boxmakerilla myös toisen laatikon hyödyntäen “basic box” mallia. Tästä mallista otetaan käyttöön vain sivu palaset. Laatikon korkeus tulee olla puolet taivutuksen leveydestä, eli 70 mm. Laatikon palasista tarvitaan siis 70 mm x 130 mm kokoisia. Tämäkin laatikon malli tallennetaan SVG tiedostona ja muokataan Inkscape sovelluksessa. Jotta sisemmästä laatikon kehikosta saadaan halutun lainen, tulee sormiliitokset muokata vain lyhyemmille sivuille. “Bottom” ja “top” paloja ei oteta ollenkaan työhön mukaan. 

Lisäsin laatikkoon myös kaksi reikää kooltaan 5 mm x 5 mm. Sijoitin reiät suorakaiteen muotoisen kappaleen päihin ja keskelle. Kortin kanteen piirisin Ipadia ja Procreate-sovellusta hyödyntäen itse ottamastani valokuvasta pelkistetyn version. Piirtämisessä oli paljon hankaluuksia, sillä en ollut aiemmin käyttänyt kyseistä sovellusta. Piirustus tallennettiin JPEG muodossa ja myös tätä muokkasin Inkscape sovelluksessa jotta sain sen muutettua vektori muotoon. 

JPEG kuvan saa vektori muotoon Inkscapessa valitsemalla ylhäällä olevasta valintapalkista “Polku” ja sieltä “Jäljitä bittikartta”. Oikealle avautuu muokkausikkuna, josta valitaan “Single scan” ja sen alapuolella olevasta tiputusvalikosta “Edge detection”. Kuva tulee olla valittuna kun tekee muokkauksia. “Edge threshold” arvoa pystyy muuttamaan sen vieressä olevilla + ja - näppäimillä. Mitä suuremmaksi arvoa laittaa, sitä selkeämpi kuvasta tulee. Oikealla alhaalla näkyy “päivitä”, sitä painamalla saadaan valitut arvot muokattua. Oikealle puolelle tulee kuva, miltä näillä arvoilla oleva versio näyttää. Kuva nähdään vielä paremmin painamalla “toteuta”. Kuva siirtyy vektorimuodossa valokuvan päälle ja on siitä valmis siirrettäväksi RDWorksV8 sovellukseen. Ennen kuvan siirtoa kannattaa tarkistaa vielä onko piirustus yhtenäinen, jos ei ole sitä saa muokattua yhdistämällä ja liikuttelemalla siinä näkyviä palloja. Kuvan vektori muoto kannattaa tallettaa vielä SVG muotona ja siirtää samalla Inkscape-alustalla, missä myös laatikot ovat. Asettelin kuvan laatikon kanteen. Lopuksi vielä maalaan kaikki alustalta löytyvät kappaleen ja otan ylös koko kokonaisuuden koon. 

Kun kaikki tarvittava on samalla Inkscape-alustalla se tallennetaan AutoCAD DXF R14 (.dfx) muotoon. Tämän jälkeen avataan RDWorksV8 sovellus. Ylhäällä olevasta valintapalkista valitaan “File” ja tuodaan “Import” haluttu tiedosto, joka on tallennettu dfx muodossa. Ensimmäisenä tarkastetaan koko maalaamalla kaikki kappaleet ja vertaamalla saatua arvoa siihen, mitä Inkscape antoi. Jos arvo ei täsmää sitä muutetaan. Tämän jälkeen vaihdetaan kaiverrettavien ja leikattavien osien värit. Kaiverrus maalataan omaksi värikseen, kaksi reikää ja taivutus eri värillä ja kaikki muut osat vielä omalla värillä. 

Seuraavaksi asetetaan laserointi työjärjestys. Kappaleet on nyt merkitty kolmella eri värillä ja kahteen niistä laitetaan leikkaus eli “Cut” ja yhteen kaiverrus eli “Scan”. Nämä pystyy muokkaamaan oikealla näkyvässä taulukossa. Kaiverrus on merkitty sinisellä värillä ja se tehdään ensimmäisenä. Kaiverruksen nopeudeksi on asetettu 15 ja tehoksi 25. Seuraavana leikataan reiät ja taivutus nopeudella 15 ja teholla 25. Viimeisenä leikataan punaisella merkityt kappaleet nopeudella 15 ja teholla 25. Kun arvot on asetettu, tallennetaan dfx muodossa muistitikulle ja siirrytään laserleikkurin tietokoneelle. 

Laserleikkurin tietokoneelle tiedosto tuodaan “File” JA “Open”. Tarkistetaan kaikkien kappaleiden koko niin kuin aiemminkin ja että leikkuujärjestys on oikea ja arvot oikeat. Tämän jälkeen painetaan oikealta alhaalta “dowload” ja ladataan se sillä nimellä mitä kone ehdottaa (Default). 

 Näiden toimintojen jälkeen ollaan valmiita aloittamaan laserointi.

HUOM!

Mikäli ei ole mahdollisuutta hyödyntää Procreate sovellusta tai vastaavaa digitaaliseen piirtämiseen, oman piirroksen hyödyntäminen laseroinnissa saattaa onnistua myös pelkän paperin, kynän ja tulostimen skannauksen avulla, mutta tämän toimivuutta en ole itse kokeillut. Paperille piirretty kuva skannataan tietokoneelle ja tallennetaan se JPEG muodossa. Kuva avataan samalla tavalla Inkscapeen kuin Ipadilla piirretty ja toimitaan samojen ohjeiden mukaisesti.

Procreate piirto ohjelman käyttö, niinkuin muidenkin, on melko hankalaa ja siksi koen sen soveltuvan parhaiten 9. luokkalaisille. Opetusta voisi kuitenkin eriyttää alemmille vuosiluokille käsin piirrustuksen skannaamisella.

Valmiiseen tuotteeseen en asentanut itse microbittiä, mutta suunnittelin sen asentamiseen tarvittavat kytkennät ja kokeilin niitä käytännössä. Yllä mainitulla koodilla summeri soittaa hyvää syntymäpäivää melodiaa ja sen tahtiin välkkyy kolme led-valoa.

Valmis tuote eroaa hieman alun suunnitelmista. Ajatuksena oli tehdä ravistettava kortti, joka aloittaa laulun, kun sitä ravistaa. Tässä tapauksessa koodi olisi kannattanut ohjelmoida siten, että se aloittaa laulun kun kortin avaa. Myös tässä kortissa voi hyödyntää ravistettavaa koodia, mutta halutessaan tehdä myös toisenlaisen.

Tuntirakenne (12h)

• 1. tunti 2x45 min: Makercode tutuksi, oman projektin suunnittelua. Kotiläksynä valita mitä aikoo korttiin kaivetaa.
• 2. tunti 2x45 min: Makercode koodin tekoa
• 3. tunti 2x45 min: Inkscape ja thunder laser v8, kortin piirtämistä inkscapella.
• 4. tunti 2x45 min: Laserointia ja kytkentöjen tekemistä.
• 5. tunti 2x45 min: Laserointia ja kytkentöjen tekemistä.
• 6. tunti 2x45 min: Viimeistelyä ja lopuksi kootaan kaikkien työt esille.

Eriyttäminen

• Ipad ja procreate (tai vastaava) korvataan kynällä, paperilla ja kuvan skannauksella
• Kortin voi jättää tekemättä ilman elektroniikka osuuksia

Oppilaan oma suunnittelu

• Itse piirtämä kuva korttiin, hyödyntäen vaikka jotain valokuvaa
• Kortin muodon ja koon suunnittelu
• Saa valita mihin tarkoitukseen
• Oma melodia microbitille