Programinės įrangos mokomoji geologija su „Tinkercad CodeBlocks“ programine įranga
Uolienų ir kristalų geometrijos supratimas
Gamtoje iš tikrųjų yra daug geometrinių kietųjų dalelių. Mineraliniai kristalai išauga į taisyklingas geometrines formas.
Tetraedrai
Tetraedritas sudaro taisyklingus tetraedro formos kristalus. Pirmą kartą jis buvo aprašytas apie 1845 m. Vokietijoje ir naudojamas kaip vario šaltinis. (Del Court, 2014 m.)
Kubeliai
Piritas arba „kvailio auksas“ ypač formuoja gražius kristalus. 16 ir 17 amžiais piritas buvo naudojamas kaip uždegimo šaltinis ankstyvuosiuose užpakaliniuose ginkluose, sukeldamas kibirkštis, kai jį glostė apskritas. (del Court, 2014) Bismutas taip pat linkęs augti kubelių pavidalu, kurie auga žingsniais link jo centro, geometrijoje šis reiškinys žinomas kaip koncentrinis raštas.
oktaedras
Magnetitas iš tikrųjų yra pats magnetiškiausias iš visų natūraliai Žemėje esančių mineralų. Stebėdami magnetito trauką prie mažų geležies gabalėlių, žmonės Kinijoje IV amžiuje prieš Kristų ir Graikijoje VI amžiuje prieš Kristų – pirmą kartą pastebėjo magnetizmą. (Del Court, 4 m.)
Šešiakampė prizmė
Kvarco kristalai sudaro šešiakampes prizmes. Ilgi prizmės paviršiai visada sudaro puikų 60° kampą ir padalija šviesą į spektrą. (Del Court, 2014 m.)
Bet kurio kristalo (iš tikrųjų bet kokio geometrinio rašto) geometrija grindžiama 3 pagrindiniais principais:
- Forma: Tai yra pagrindas.
- Kartojimas: Tai yra skaičius, kiek kartų „nukopijuojamas ir įklijuojamas“ pagrindinis elementas.
- Lygiavimas: Tai yra tvarka, suteikiama originalaus gure kopijoms darbo plokštumoje.
Jo vertimas į Tinkercad kodų blokus
Šias geometrines figūras labai lengva atpažinti ir (mums pasisekė) dauguma jų jau yra iš anksto nustatytos Tinkercad CodeBlocks meniu Formos arba Primityvai. Norėdami pasirinkti naują formą, tiesiog vilkite ją į darbo sritį ir spustelėkite mygtuką Paleisti, kad paleistumėte modeliavimą ir parodytumėte animaciją.
Primityvios formos
Kai kurios geometrinės figūros, kurios iš pirmo žvilgsnio atrodo sudėtingos, iš tikrųjų tai tik tos pačios bazės pakartojimas ir pakeitimas. Pažiūrėkime, kaip tai padaryti naudojant Tinkercad CodeBlocks:
Tetraedrai
- Nuvilkite piramidės bloką (formos meniu) į darbo sritį.
- Spustelėkite piktogramą „atidaryti daugiau parinkčių“ (rodyklė dešinėn).
- Pakeiskite kraštinių reikšmę į 3 (taip gausime 4 pusių piramidę arba tetraedrą).
Kubeliai
- Paprasčiausias dalykas, tereikia nuvilkti kubą arba langelio bloką (formos meniu) į darbo sritį.
oktaedras
- Nuvilkite piramidės bloką (formos meniu) į darbo sritį.
- Pridėkite perkėlimo bloką (keitimo meniu) ir pakeiskite Z reikšmę į 20 (tai padidins -gure 20 vienetų)
- Po kodu pridėkite naują piramidę.
- Pridėkite pasukimo bloką (keitimo meniu) ir pasukite X ašį 180 laipsnių.
- Pridėkite grupės kūrimo bloką (modifikavimo meniu), kuris suvirins abi piramides, sudarydamas 8 pusių stulpelį (oktaedrą).
- Jei norite būti tikslesni, pabaigoje galite pridėti skalės bloką (meniu modifikuoti) ir pakeisti Z reikšmę į 0.7, kad -gure atrodytų tolygiau.
Šešiakampė prizmė
- Nuvilkite daugiakampį bloką (formos meniu) į darbo sritį.
- Spustelėkite piktogramą „atidaryti daugiau parinkčių“ (rodyklė dešinėn).
- Įsitikinkite, kad šonų reikšmė nustatyta į 6.
- Galite pridėti mastelio bloką (meniu Keisti) ir pakeisti Z reikšmę, jei norite pakeisti šešiakampės prizmės ilgį.
Kartojimas
Norėdami pakartoti -guure kelis kartus Tinkercad CodeBlocks, turime naudoti kartojimo "1" kartų bloką (valdymo meniu). Tačiau prieš kurdami pakartojimą turime sukurti naują objektą (meniu Modifikuoti):
- Pirmiausia nuvilkite ir numeskite sukurkite naują objektų bloką iš darbo srities modifikavimo meniu.
- Dabar tiesiai po šiuo bloku nuvilkite ir numeskite kartojimo bloką 1 kartą iš valdymo meniu.
- Pasirinkite bet kurią norimą formą (iš formos meniu) ir įterpkite ją į bloko VIDU pakartokite 1 kartą. Pamatysite, kad gabalai -t kartu kaip dėlionė.
Jei pakeisite reikšmę "1" į bet kurį kitą skaičių bloke, kartokite 1 kartą, -gure bus nukopijuota tiek kartų, kiek nuspręsite.
Tačiau net jei paleisite modeliavimą, nebus galima pamatyti išankstinio pakeitimųviewei, kodėl? nes objektai kopijuojami ir įklijuojami toje pačioje padėtyje! (vienas virš kito)… norėdami pamatyti pakeitimus, turite juos pakartoti ir perkelti! kaip matysime kitame žingsnyje.
https://youtu.be/hxBtEIyZU5I
Lygiavimas arba masyvai
Pirmiausia turime suprasti esamus derinimo tipus:
- Linijinis arba tinklelio lygiavimas: kurioje objektai kartojasi viena ar dviem kryptimis į -ll erdvę.
- Sukimosi lygiavimas: kurioje objektai sukasi aplink sukimosi ašį, sudarydami apskritimus.
- Atsitiktinis lygiavimas: kurioje objektai -ll erdvėje išsidėstę skirtingose vietose, matyt, atsitiktinai
Dabar pažiūrėkime, kaip tai padaryti naudojant Tinkercad CodeBlocks:
Linijinis lygiavimas:
- Pirmiausia nuvilkite ir numeskite sukurkite naują objekto bloką iš darbo srities modifikavimo meniu.
- Dabar turime sukurti kintamąjį. Galite nuvilkti kintamųjų kūrimo bloką iš matematikos meniu ir įdėti jį tiesiai po ankstesniu bloku (išlaikykite reikšmę 0).
- Pakeiskite kintamojo pavadinimą (kad būtų lengviau identifikuoti) į bet kurį norimą žodį, pvz., „judėjimas“, kad tai padarytumėte, spustelėkite išskleidžiamąjį meniu bloke ir pasirinkite parinktį pervardyti kintamąjį...
- Dabar tiesiai po šiuo bloku nuvilkite ir numeskite kartojimo bloką 1 kartą iš valdymo meniu.
- Pasirinkite bet kurią norimą formą (iš formos meniu) ir įterpkite ją į bloko VIDU pakartokite 1 kartą. Pamatysite, kad gabalai -t kartu kaip dėlionė.
- Dabar žemiau ankstesnio bloko (bet likdami kartojimo bloko viduje) pastatysite judėjimo bloką.
- Prisijunkite prie duomenų meniu ir pastebėsite, kad dabar sukurtas naujas blokas tuo pačiu pavadinimu, kurį suteikėte savo kintamajam.
- Vilkite tą bloką ir įdėkite jį į judėjimo bloką (jis gali būti X, Y arba Z, priklausomai nuo to, kuria kryptimi norite perkelti -gure).
- Prie beveik -nish pridėsime keitimo elementų bloką (jūs jį rasite matematikos meniu) ir išskleidžiamajame bloko meniu pasirinkite savo kintamojo pavadinimą.
- Atėjo laikas šiek tiek matematikos! Išvilkite lygčių bloką (atradę jį matematikos meniu su simboliais 0 + 0) IŠ KODO, galite naudoti bet kurią tuščią vietą darbo srityje.
- Pakeiskite paskutinį 0 į bet kurį norimą skaičių, tai parodys vienetus, kuriuos perkels jūsų -gure.
- Norėdami -nish, vilkite lygčių bloką ir padėkite jį po kintamųjų bloko skilties „iki“ virš 1 (jei skaičius 1 būtų pakeistas lygtimi 0 + n).
- Galiausiai paleiskite modeliavimą ir stebėkite magiją. Žinau, kad pirmasis kartas yra nuobodus, bet praktikuojant tampa lengviau.
Sukimosi lygiavimas:
- Pirmiausia nuvilkite ir numeskite sukurkite naują objektų bloką iš darbo srities modifikavimo meniu.
- Dabar turime sukurti kintamąjį. Galite nuvilkti kintamųjų kūrimo bloką iš matematikos meniu ir įdėti jį tiesiai po ankstesniu bloku (išlaikykite reikšmę 0).
- Pakeiskite kintamojo pavadinimą (kad būtų lengviau identifikuoti) į bet kurį norimą žodį, pvz., „pasukimas“, kad tai padarytumėte, spustelėkite išskleidžiamąjį meniu bloke ir pasirinkite parinktį pervardyti kintamąjį…
- Dabar tiesiai po šiuo bloku nuvilkite ir numeskite kartojimo bloką 1 kartą iš valdymo meniu.
- Pasirinkite bet kurią norimą formą (iš formos meniu) ir įterpkite ją į bloko VIDU pakartokite 1 kartą. Pamatysite, kad gabalai -t kartu kaip dėlionė.
- Dabar žemiau ankstesnio bloko (bet likdami kartojimo bloko viduje) pastatysite judėjimo bloką.
- Pakeiskite perkėlimo bloko X arba Y ašies reikšmę (norėdami nustumti -gure nuo apdirbimo plokštumos centro arba pradžios).
- Pridėkite pasukimą aplink bloką (galite jį rasti modifikavimo meniu) ir pakeiskite X ašies parinktį į Z ašį.
- Prisijunkite prie duomenų meniu ir pastebėsite, kad dabar sukurtas naujas blokas tuo pačiu pavadinimu, kurį suteikėte savo kintamajam.
- Vilkite tą bloką ir padėkite jį ant skaičiaus iškart po parinkties „į“ sukimosi bloke.
- Dabar iš matematikos meniu vilkite bloką „X: 0 Y: 0 Z: 0 Z: 0“ ir padėkite jį iškart po ankstesnio bloko sukimo laipsniais parinkties (taip įsitikinsime, kad -gure sukasi aplink lėktuvas, o ne iš jo paties centro).
- Prie beveik -nish pridėsime keitimo elementų bloką (jūs jį rasite matematikos meniu) ir išskleidžiamajame bloko meniu pasirinkite savo kintamojo pavadinimą.
- Atėjo laikas šiek tiek matematikos! Išvilkite lygčių bloką (atradę jį matematikos meniu su simboliais 0 + 0) IŠ KODO, galite naudoti bet kurią tuščią vietą darbo srityje.
- Pakeiskite paskutinį 0 į bet kurį norimą skaičių, tai parodys vienetus, kuriuos perkels jūsų -gure.
- Norėdami -nish, vilkite lygčių bloką ir padėkite jį po kintamųjų bloko skilties „iki“ virš 1 (jei skaičius 1 būtų pakeistas lygtimi 0 + n).
- Galiausiai paleiskite modeliavimą ir stebėkite magiją. Žinau, kad pirmasis kartas yra nuobodus, bet praktikuojant tampa lengviau.
Atsitiktinis lygiavimas:
Laimei, tokio tipo derinimas yra daug lengvesnis, nei atrodo.
- Pirmiausia nuvilkite ir numeskite sukurkite naują objektų bloką iš darbo srities modifikavimo meniu.
- Dabar iškart po šiuo bloku nuvilkite ir numeskite kartotinį bloką 1 kartą iš valdymo meniu (pakeitę skaičių valdysite rodomų -gurių skaičių).
- Pasirinkite bet kurią norimą formą (iš formos meniu) ir įterpkite ją į bloko VIDU pakartokite 1 kartą. Pamatysite, kad gabalai -t kartu kaip dėlionė.
- Dabar žemiau ankstesnio bloko (bet likdami kartojimo bloko viduje) pastatysite judėjimo bloką.
- Naudosime naują bloką, pavadintą „atsitiktinis tarp 0 ir 10“, kurį galite rasti matematikos meniu.
- Vilkite bloką ir padėkite jį iškart po judėjimo bloko X koordinatės. Pakartokite veiksmą su Y koordinate.
- Galiausiai būtina apibrėžti skaičių diapazoną (arba pozicijų diapazoną, kuriame mūsų -skaičiai pasirodys atsitiktinai). Pavyzdžiui,ampjei norite, kad skaičiai būtų rodomi visoje darbo plokštumoje, bloke „atsitiktinis tarp...“ galite įvesti nuo -100 iki 100.
Rankos veiksme
Dabar, kai išmokote pagrindus, laikas tai išbandyti. Nustatykite populiariausių kristalų geometriją ir naudokite tai, ką išmokote šios dienos pamokoje, kad pamėgintumėte juos atkartoti.
Štai keletas veiksmų eigos (patarimų):
Magnetas
- Turėsite sujungti dvi 4 pusių piramides, kad susidarytumėte tetraedrą, kuris bus pagrindinis modulis, kurį reikia kartoti.
- Naudokite kartotinį bloką, kad padaugintumėte figūrų skaičių ir sumaišykite jį su judėjimo bloku + diapazonu nuo 0 iki 10, kad figūros būtų išdėstytos skirtingose vietose.
- Pabandykite pridėti mastelio bloką, kad pakeistumėte formų dydžius.
Tetraedritas
- Pradėkite nuo 4 pusių piramidės. Naudokite kitas 4 piramides, kad iškirptumėte -gure kampus.
- Pakartokite šią sudėtinę figūrą keletą kartų darbo plokštumoje, keisdami jos dydžius.
- Profesionalų patarimas: pridėkite X, Y, Z sukimo blokus ir sujunkite juos su diapazono bloku (nuo 0 iki 360), kad atsitiktinai pasukite figūras, kad vaizdas būtų tikroviškesnis.
Piritas
- Paprasčiausias iš visų, jis tiesiog naudoja dėžutes ir pasikartojančius blokus, kad suformuotų mažesnes dėžutes aplink didelį kubą.
Vulkaninė uola
- Atrodo sudėtingai, bet taip nėra! Pradėkite nuo didelio tvirto kūno (rekomenduoju sferą).
- Atsitiktinai aplink pagrindinį korpusą padėkite daug mažų ir vidutinių sferų. Būtinai nustatykite jį į „tuščiavidurį“ režimą.
- Sugrupuokite viską ir stebėkite, kaip mažos sferos pašalina pagrindinio korpuso gabalus
Kvarcas
- Sukurkite šešiakampę prizmę ir sulygiuokite ją su Z ašimi.
- Ant jo uždėkite 6 pusių piramidę
- Padarykite pjūvį tiesiai piramidės gale
- Sugrupuokite viską ir naudokite kaip modulį.
- Pakartokite modulį naudodami sukimosi pakartojimą, kad suktumėte link plokštumos centro.
Bismutas
- Sudėtinga -gure, viskas prasideda nuo kubo.
- Dabar jums reikės 6 piramidžių, kurios nupjaus kubo šonus, kad liktų tik „rėmas“.
- Pakartokite kadrą kelis kartus link jo centro, sumažindami bendrą skalę.
- Galų gale dėl primityvaus apribojimo (Tinkercad CodeBlocks leidžia tik 200 primityvų darbo plokštumoje) galėsime pakartoti tik porą kartų, daugiau nei pakankamai, kad pasiektume puikų rezultatą.
Geodas
- Kubeliai yra jo pagrindas
- Pakartokite kubelius aplink centrą, kad suformuotumėte žiedus, naudodami sukimosi modelius.
- Pakeiskite žiedų spalvą, kad ji būtų labiau panaši į tikrąsias brangakmenio spalvas
- Pabaigoje naudokite didelę dėžutę, kad perpjautumėte dizainą per pusę (kaip realiame gyvenime perpjaunamas geodas).
Jei jums sunku suprasti temą, taip pat palieku nuorodas į savo testus, kad galėtumėte juos pakartoti ir eksperimentuoti!
- Magnetas
- Tetraedritas
- Piritas
- Vulkaninė uola
- Kvarcas
- Bismutas
- Geodas
Eksportuokite 3D spausdinimui
Analizuodami savo dizainą, nepamirškite kodo pabaigoje pridėti bloko „sukurti grupę“, tokiu būdu įsitikinsime, kad visos dalys yra viena vientisa dalis. Eikite į eksportavimo meniu ir pasirinkite .stl (dažniausias 3D spausdinimo formatas).
3D spausdinimo taisymas („Tinkercad 3D Designs“)
Prisimink! labai svarbu, kad prieš ką nors spausdindami 3D įsitikintumėte, ar modelis yra tinkamas, kitaip tariant, ar jis atitinka šias 3D spausdinimo taisykles:
- Negalite spausdinti modelių Poating in space be pagrindo ar atramos.
- Kampams, kurie viršija 45 laipsnius, reikės struktūrinės paramos CAD programinėje įrangoje.
- Stenkitės, kad jūsų -gure pagrindas būtų kuo patogesnis, kad užtikrintumėte gerą sukibimą su spausdinimo pagrindu.
Šiuo atveju labai sunku paisyti šių taisyklių, kai sudarome atsitiktinius modelius. Rekomenduoju importuoti .stl modelį į Tinkercad 3D Designs, kad jį -x prieš spausdinant, šiuo atveju:
- Aš pridėjau daugiakampį centre, kur jis kerta visas formas.
- Tada po apačia pridėjo tuščiavidurį kubą, kad įsitikintumėte, jog vargšas yra Pat.
- Galiausiai viską sugrupavome ir eksportavome atgal į .stl formatą
3D spausdinimas
Šiam projektui naudojome nemokamą CAM programinę įrangą Ultimaker Cura 3D su šiais parametrais:
- Medžiaga: PLA+ šilkas
- Purkštuko dydis: 0.4 mm
- Sluoksnio kokybė: 0.28 mm
- In-ll: 20% tinklelio raštas
- Ekstruzijos temperatūra: 210 C
- Šiltos lovos temperatūra: 60 C
- Spausdinimo greitis: 45 mm/s
- Palaiko: Taip (automatinis 45 laipsnių kampu)
- Sukibimas: Brim
Nuorodos
Del Court, M. (2014, 3 metai). Geologija ir geometrija. michelledelcourt. Atsigavimas 11 m. rugsėjo 2022 d., de
https://michelledelcourt.wordpress.com/2013/12/20/geology-and-geometry/
Tai puiku!
Ar „Tinkercad“ galerijoje viešai pasidalinote „Codeblocks“ dizainu?
Dokumentai / Ištekliai
 |
Programinės įrangos mokomoji geologija su „Tinkercad CodeBlocks“ programine įranga [pdfNaudojimo instrukcija Instructables Geology su Tinkercad CodeBlocks programine įranga |
