Temat 3 Ćwiczenia

Cel: zachęcenie uczniów do eksperymentowania z obwodami poprzez zmianę rezystancji lub pojemności i obserwowanie, jak wpływa to na wytwarzany dźwięk, poprzez praktyczne doświadczenie, które sprzyja kreatywności.

Czas trwania: 20 minut

Materiały: płytka prototypowa, przewody, 1 dioda LED, 1 rezystor (dowolna wartość od 100 omów do 1 k omów), 1 kondensator (dowolna wartość od 0,1 uF do 1 uF), Arduino/inny mikrokontroler, komputer z wyjściem audio

Procedura: 1. Uczniowie podłączają diodę LED, rezystor i kondensator do płytki stykowej. 2. Uczniowie podłączają mikrokontroler do płytki stykowej i programują go tak, aby odczytywał napięcie na diodzie LED i przekształcał je w słyszalny dźwięk. Na przykład mogą użyć funkcji Arduino tone() do wygenerowania tonu o częstotliwości odpowiadającej napięciu na diodzie LED. 3. Uczniowie odtwarzają dźwięk przez wyjście audio komputera, używając słuchawek lub głośników. Nauczyciel zachęca do zmiany rezystancji lub pojemności obwodu i obserwowania, jak wpływa to na napięcie, a tym samym na wytwarzany dźwięk.

Cel: zrozumienie prostych i równoległych obwodów oraz wprowadzenie pojęcia sonifikacji jako sposobu przedstawiania obwodów elektronicznych poprzez dźwięk.

Czas trwania: 35 minut

Materiały: żarówki LED (co najmniej trzy w różnych kolorach), baterie (co najmniej trzy), przewody, instrumenty muzyczne lub aplikacja do efektów dźwiękowych

Procedura:

1. Nauczyciel wprowadza obwody proste i obwody równoległe, pokazując schematy i przykłady fizyczne.
2. Każdy uczeń otrzyma 3 żarówki LED w różnych kolorach, trzy baterie i trochę drutu.
3. Nauczyciel prosi uczniów o utworzenie dwóch prostych i dwóch równoległych obwodów z wykorzystaniem żarówek LED, baterii i drutu. Zachęta do eksperymentowania z różnymi konfiguracjami i upewnienia się, że każdy obwód działa prawidłowo przed przejściem dalej.
4. Następnie nauczyciel przypisuje nutę/efekt dźwiękowy do każdego koloru żarówki LED (np. czerwona dioda – werbel, niebieska dioda – gitara basowa, zielona dioda – dźwięk syntezatora).
5. Uczniowie stworzą kompozycję muzyczną, używając swoich obwodów i przypisanych im nut lub efektów dźwiękowych, łącząc obwody i aktywując każdy z nich w żądanej kolejności lub używając przełączników do włączania i wyłączania obwodów w rytm muzyki ( zachęta do eksperymentowania z różnymi stylami muzycznymi i tempami).
6. Uczniowie prezentują klasie swoje kompozycje i omawiają swój proces myślowy.

Cel: efektywne zbudowanie obwodu LC dla scenariusza muzycznego.

Materiały: kondensator, cewka indukcyjna, rezystor, płytka prototypowa, przewody, urządzenie wyjściowe audio (głośnik, słuchawki), źródło napięcia (bateria, zasilacz)

Procedura: Uczniowie zbierają materiały i budują obwód na płytce stykowej, łącząc szeregowo kondensator, cewkę indukcyjną i rezystor. Uczniowie podłączają urządzenie wyjściowe audio do końcówek obwodu. Po znalezieniu właściwej kombinacji wartości podłącz obwód do odtwarzacza muzycznego lub instrumentu, aby odtwarzać muzykę. Nauczyciel i uczniowie omawiają funkcję obwodu oraz wpływ wartości kondensatorów i cewek indukcyjnych na częstotliwość wytwarzanych tonów.

Ćwiczenie można wykonać w małych grupach, każda grupa buduje własny obwód i eksperymentuje z różnymi wartościami kondensatorów i cewek indukcyjnych. W przypadku uczniów z dysfunkcjami wzroku możesz użyć ustnych opisów obwodu i jego elementów, schematu dotykowego lub modelu obwodu wydrukowanego w 3D, aby pomóc uczniom zrozumieć układ. Uczniom z problemami sensorycznymi można zapewnić słuchawki z redukcją szumów lub zatyczki do uszu, które pomogą zagłuszyć dźwięk. Użyj głośnika wibracyjnego lub innego urządzenia dotykowego, aby pozwolić uczniowi poczuć wibracje wytwarzanych tonów, zamiast polegać na wejściu słuchowym.