Pengajaran perisian Geologi Dengan Perisian CodeBlocks Tinkercad
Memahami Geometri Batuan dan Kristal
Banyak pepejal geometri sebenarnya berlaku di alam semula jadi. Kristal mineral tumbuh menjadi bentuk geometri yang teratur.
Tetrahedron
Tetrahedrit membentuk kristal berbentuk tetrahedral biasa. Ia pertama kali diterangkan sekitar tahun 1845 di Jerman dan digunakan sebagai sumber tembaga. (del Court, 2014)
kiub
Pirit atau "emas bodoh" khususnya membentuk kristal yang bagus. Pada abad ke-16 dan ke-17 pirit telah digunakan sebagai sumber pencucuhan di awal -rearms, mencipta percikan apabila dibelai oleh -le bulat. (del Court, 2014) Bismut juga cenderung tumbuh dalam bentuk kiub yang tumbuh mengikut langkah ke arah pusatnya, dalam geometri fenomena ini dikenali sebagai pola sepusat.
Octahedron
Magnetit sebenarnya adalah yang paling magnetik daripada mana-mana mineral yang berlaku secara semula jadi di Bumi. Dengan memerhatikan tarikan magnetit kepada kepingan kecil besi, orang di China pada abad ke-4 SM dan Greece pada abad ke-6 SM -pertama kali memerhatikan kemagnetan. (del Court, 2014)
Prisma Heksagon
Hablur kuarza membentuk prisma heksagon. Muka prisma yang panjang sentiasa membuat sudut 60° yang sempurna dan membelah cahaya kepada spektrum. (del Court, 2014)
Geometri mana-mana kristal (sebenarnya mana-mana corak geometri) adalah berdasarkan 3 prinsip asas:
- bentuk: Ia adalah gure asas.
- Pengulangan: Ia ialah bilangan kali asas -gure "disalin dan ditampal".
- Penjajaran: Ia adalah perintah yang diberikan kepada salinan gure asal dalam pesawat kerja.
Menterjemahkannya ke Tinkercad Codeblocks
Bentuk geometri ini sangat mudah untuk dikenali dan (bertuah untuk kita) kebanyakannya telah dipratetap dalam menu Bentuk atau Primitif Tinkercad CodeBlocks. Untuk memilih bentuk baharu cuma seretnya ke kawasan kerja dan klik pada butang Main untuk menjalankan simulasi dan memaparkan animasi.
Bentuk Primitif
Beberapa bentuk geometri yang pada pandangan pertama kelihatan rumit, sebenarnya ia hanyalah pengulangan dan perubahan kedudukan asas -gure yang sama. Mari lihat cara melakukannya dalam Tinkercad CodeBlocks:
Tetrahedron
- Seret dan lepaskan blok piramid (menu borang) ke kawasan kerja.
- Klik pada ikon "buka lebih banyak pilihan" (anak panah kanan).
- Tukar nilai sisi kepada 3 (dengan cara ini kita akan mendapat piramid atau tetahedron 4 segi).
kiub
- Yang paling mudah -gure, ia hanya perlu menyeret dan menjatuhkan blok kiub atau kotak (menu borang) ke kawasan kerja.
Octahedron
- Seret dan lepaskan blok piramid (menu borang) ke kawasan kerja.
- Tambah blok bergerak (ubah suai menu) dan tukar nilai Z kepada 20 (ini akan menggerakkan -gure 20 unit ke atas)
- Tambah piramid baharu di bawah kod.
- Tambah blok putar (ubah suai menu) dan putar paksi X 180 darjah.
- Tambah blok kumpulan cipta (ubah suai menu) yang akan mengimpal kedua-dua piramid bersama-sama, membentuk gure 8 sisi (octahedron).
- Jika anda ingin lebih tepat, anda boleh menambah blok skala pada akhir (menu ubah suai) dan menukar nilai Z kepada 0.7 supaya -gure akan kelihatan lebih seragam.
Prisma Heksagon
- Seret dan lepaskan blok poligon (menu borang) ke kawasan kerja.
- Klik pada ikon "buka lebih banyak pilihan" (anak panah kanan).
- Pastikan nilai Sides ditetapkan kepada 6.
- Anda boleh menambah blok skala (Ubah suai menu) dan menukar nilai Z jika anda ingin menukar panjang prisma heksagon.
Pengulangan
Untuk mengulang a -gure berbilang kali dalam Tinkercad CodeBlocks kita perlu menggunakan ulangan "1" blok kali (menu kawalan). Walau bagaimanapun, sebelum membuat pengulangan kita mesti mencipta objek baharu (Ubah suai menu):
- Mula-mula seret dan lepas buat blok objek baharu daripada menu ubah suai di kawasan kerja.
- Sekarang betul-betul di bawah blok itu seret dan lepaskan ulangan 1 sekatan masa daripada menu kawalan.
- Pilih mana-mana bentuk yang anda mahu (dari menu bentuk) dan masukkannya DI DALAM blok ulang 1 kali. Anda akan melihat bahawa kepingan -t bersama-sama seperti teka-teki.
Jika anda menukar nilai "1" kepada mana-mana nombor lain dalam blok ulang 1 kali, -gure akan disalin seberapa banyak kali yang anda buat keputusan.
Walau bagaimanapun, walaupun anda menjalankan simulasi, ia tidak akan dapat melihat perubahan dalam pravieweh, kenapa? kerana objek sedang disalin dan ditampal betul-betul dalam kedudukan yang sama! (satu di atas yang lain)… untuk melihat perubahan yang anda perlukan untuk mengulangi dan mengalihkannya! seperti yang akan kita lihat dalam langkah seterusnya.
https://youtu.be/hxBtEIyZU5I
Penjajaran atau Tatasusunan
Mula-mula kita mesti memahami jenis penjajaran yang wujud:
- Penjajaran linear atau grid: di mana objek diulang ke arah satu atau dua arah ke -ll ruang.
- Penjajaran putaran: di mana objek berputar mengelilingi paksi putaran, membentuk lilitan.
- Penjajaran rawak: di mana objek -ll ruang dengan meletakkan diri mereka di lokasi yang berbeza nampaknya secara rawak
Sekarang mari kita lihat bagaimana untuk melakukannya menggunakan Tinkercad CodeBlocks:
Penjajaran linear:
- Mula-mula seret dan lepas buat blok objek baharu daripada menu ubah suai di kawasan kerja.
- Sekarang kita perlu mencipta pembolehubah. Anda boleh menyeret blok pembolehubah cipta dari menu matematik dan letakkannya tepat di bawah blok sebelumnya (kekalkan nilai 0).
- Tukar nama pembolehubah (untuk pengecaman mudah) kepada mana-mana perkataan yang anda mahukan seperti "pergerakan" untuk melakukan ini, klik pada menu lungsur dalam blok dan pilih pembolehubah nama semula pilihan...
- Sekarang betul-betul di bawah blok itu seret dan lepaskan ulangan 1 sekatan masa daripada menu kawalan.
- Pilih mana-mana bentuk yang anda mahu (dari menu bentuk) dan masukkannya DI DALAM blok ulang 1 kali. Anda akan melihat bahawa kepingan -t bersama-sama seperti teka-teki.
- Sekarang di bawah blok sebelumnya (tetapi kekal di dalam blok ulangan) anda akan meletakkan blok pergerakan.
- Akses menu Data dan anda akan melihat bahawa blok baharu kini dicipta dengan nama yang sama yang anda berikan kepada pembolehubah anda.
- Seret blok itu dan letakkannya di dalam blok bergerak (ia boleh berada pada X, Y atau Z bergantung pada arah mana anda mahu mengalihkan -gure).
- Untuk hampir -nish kami akan menambah blok elemen perubahan (anda -dapatinya di dalam menu matematik) dan dalam menu lungsur blok pilih nama pembolehubah anda.
- Sudah tiba masanya untuk beberapa matematik! Seret blok persamaan (anda dapatkannya di dalam menu matematik dengan simbol 0 + 0) DARI KOD ANDA, anda boleh menggunakan mana-mana ruang kosong di kawasan kerja.
- Tukar 0 terakhir kepada mana-mana nombor yang anda mahu, ini akan mewakili unit -gure anda akan bergerak.
- Untuk -seret seret blok persamaan anda dan letakkannya selepas bahagian "ke" pada blok pembolehubah tukar di atas 1 (untuk menggantikan nombor 1 dengan persamaan 0 + n).
- Akhir sekali, jalankan simulasi dan tonton keajaiban. Saya tahu kali pertama adalah membosankan, tetapi ia menjadi lebih mudah dengan latihan.
Penjajaran putaran:
- Mula-mula seret dan lepas buat blok objek baharu daripada menu ubah suai di kawasan kerja.
- Sekarang kita perlu mencipta pembolehubah. Anda boleh menyeret blok pembolehubah cipta dari menu matematik dan letakkannya tepat di bawah blok sebelumnya (kekalkan nilai 0).
- Tukar nama pembolehubah (untuk pengecaman mudah) kepada mana-mana perkataan yang anda mahu seperti "putaran" untuk melakukan ini klik pada menu lungsur dalam blok dan pilih pembolehubah nama semula pilihan...
- Sekarang betul-betul di bawah blok itu seret dan lepaskan ulangan 1 sekatan masa daripada menu kawalan.
- Pilih mana-mana bentuk yang anda mahu (dari menu bentuk) dan masukkannya DI DALAM blok ulang 1 kali. Anda akan melihat bahawa kepingan -t bersama-sama seperti teka-teki.
- Sekarang di bawah blok sebelumnya (tetapi kekal di dalam blok ulangan) anda akan meletakkan blok pergerakan.
- Tukar nilai paksi X atau Y blok bergerak (untuk mengalihkan -gure dari tengah satah kerja atau asal).
- Tambah blok putar (anda boleh cari dalam menu ubah suai) dan tukar pilihan paksi X kepada paksi Z.
- Akses menu Data dan anda akan melihat bahawa blok baharu kini dicipta dengan nama yang sama yang anda berikan kepada pembolehubah anda.
- Seret blok itu dan letakkannya di atas nombor selepas pilihan "ke" dalam blok putaran.
- Sekarang dari menu matematik seret blok "X:0 Y:0 Z:0 Z:0" dan letakkannya selepas pilihan darjah putaran blok sebelumnya (dengan cara ini kita memastikan bahawa -gure berputar di sekitar pusat kapal terbang dan bukan dari pusatnya sendiri).
- Untuk hampir -nish kami akan menambah blok elemen perubahan (anda -dapatinya di dalam menu matematik) dan dalam menu lungsur blok pilih nama pembolehubah anda.
- Sudah tiba masanya untuk beberapa matematik! Seret blok persamaan (anda dapatkannya di dalam menu matematik dengan simbol 0 + 0) DARI KOD ANDA, anda boleh menggunakan mana-mana ruang kosong di kawasan kerja.
- Tukar 0 terakhir kepada mana-mana nombor yang anda mahu, ini akan mewakili unit -gure anda akan bergerak.
- Untuk -seret seret blok persamaan anda dan letakkannya selepas bahagian "ke" pada blok pembolehubah tukar di atas 1 (untuk menggantikan nombor 1 dengan persamaan 0 + n).
- Akhir sekali, jalankan simulasi dan tonton keajaiban. Saya tahu kali pertama adalah membosankan, tetapi ia menjadi lebih mudah dengan latihan.
Penjajaran rawak:
Nasib baik, penjajaran jenis ini lebih mudah daripada yang kelihatan.
- Mula-mula seret dan lepas buat blok objek baharu daripada menu ubah suai di kawasan kerja.
- Sekarang betul-betul di bawah blok itu seret dan lepaskan ulangan 1 sekatan masa daripada menu kawalan (dengan menukar nombor anda mengawal bilangan -gures yang akan muncul).
- Pilih mana-mana bentuk yang anda mahu (dari menu bentuk) dan masukkannya DI DALAM blok ulang 1 kali. Anda akan melihat bahawa kepingan -t bersama-sama seperti teka-teki.
- Sekarang di bawah blok sebelumnya (tetapi kekal di dalam blok ulangan) anda akan meletakkan blok pergerakan.
- Kami akan menggunakan blok baharu yang dipanggil "rawak antara 0 dan 10" yang anda boleh cari dalam menu Matematik.
- Seret blok dan letakkannya sejurus selepas koordinat X blok bergerak. Ulangi tindakan untuk koordinat Y.
- Akhirnya adalah perlu untuk menyah-ne julat nombor (atau julat kedudukan di mana -gures kami akan muncul secara rawak). Untuk exampjika anda ingin -gures muncul di seluruh bidang kerja, anda boleh menaip -100 hingga 100 di dalam blok "random between..."
Tangan Bertindak
Memandangkan anda telah mempelajari asasnya, tiba masanya untuk mengujinya. Kenal pasti geometri kristal yang paling popular dan gunakan apa yang anda pelajari dalam pelajaran hari ini untuk cuba menirunya.
Berikut ialah beberapa tindakan (petunjuk):
Magnetit
- Anda perlu menyertai dua piramid 4 sisi untuk membentuk tetrahedron, yang akan menjadi modul utama yang akan diulang.
- Gunakan blok ulangan untuk mendarab bilangan bentuk dan campurkan dengan blok bergerak + julat antara 0 – 10 untuk meletakkan di tempat yang berbeza bentuk.
- Cuba tambah blok skala untuk menukar saiz bentuk.
Tetrahedrit
- Mulakan dengan piramid 4 sisi. Gunakan 4 piramid lain untuk memotong bucu -gure.
- Ulang komposit -gure ini beberapa kali pada satah kerja menukar saiznya.
- Petua pro: tambahkan blok putaran X, Y, Z dan gabungkannya dengan blok julat (0 hingga 360) untuk memutar -gures secara rawak untuk rupa yang lebih realistik.
Pirit
- -gure yang paling mudah, ia hanya menggunakan kotak dan blok berulang untuk membentuk kotak yang lebih kecil di sekeliling kiub besar.
Batu Berapi
- Ia kelihatan sukar tetapi tidak! Mulakan dengan badan pepejal yang besar (saya cadangkan sfera).
- Letakkan banyak sfera kecil dan sederhana secara rawak di sekeliling badan utama. Pastikan untuk menetapkannya kepada mod "berongga".
- Kumpulkan semuanya bersama-sama dan lihat sfera kecil mengeluarkan ketulan badan utama
Kuarza
- Cipta prisma heksagon dan sejajarkannya dengan paksi-Z.
- Letakkan piramid 6 segi di atasnya
- Buat potongan tepat di hujung piramid
- Kumpulkan semuanya bersama-sama dan gunakannya sebagai modul.
- Ulang modul menggunakan ulangan putaran untuk berputar ke arah tengah satah.
Bismut
- Rumit -gure, semuanya bermula dengan kiub.
- Kini anda memerlukan 6 piramid yang akan memotong sisi kubus untuk meninggalkan kita hanya dengan "bingkai".
- Ulangi bingkai beberapa kali ke arah tengahnya dengan mengurangkan skala keseluruhan.
- Akhirnya disebabkan oleh sekatan primitif (Tinkercad CodeBlocks hanya membenarkan 200 primitif dalam bidang kerja) kami hanya akan dapat mengulang -gure beberapa kali, lebih daripada cukup untuk mencapai hasil yang hebat.
Geode
- Kiub adalah asasnya -gure
- Ulangi kiub di sekeliling pusat untuk membentuk cincin menggunakan corak revolusi.
- Tukar warna cincin supaya lebih menyerupai warna sebenar batu permata
- Pada akhirnya gunakan kotak besar untuk memotong reka bentuk kepada separuh (seperti geod yang dipotong dalam kehidupan sebenar).
Jika anda menghadapi masalah memahami subjek, saya juga meninggalkan pautan kepada ujian saya supaya anda boleh meniru dan mencubanya!
- Magnetit
- Tetrahedrit
- Pirit
- Batu Berapi
- Kuarza
- Bismut
- Geode
Eksport untuk Pencetakan 3D
Apabila -menganalisis reka bentuk anda, jangan lupa untuk menambah blok "buat kumpulan" pada penghujung kod, dengan cara ini kami memastikan bahawa semua kepingan digabungkan sebagai satu pepejal. Pergi ke menu eksport dan pilih .stl (format paling biasa untuk pencetakan 3D).
Membetulkan untuk Pencetakan 3D (Reka Bentuk 3D Tinkercad)
Ingat! adalah sangat penting bahawa sebelum mencetak apa-apa 3D anda mesti memastikan model itu boleh dilaksanakan, dengan kata lain, ia mematuhi peraturan pencetakan 3D berikut:
- Anda tidak boleh mencetak model Poating di angkasa tanpa tapak atau sokongan.
- Sudut yang melebihi 45 darjah akan memerlukan sokongan struktur dalam perisian CAD.
- Cuba jadikan asas -gure anda sebagai Pat sebaik mungkin untuk memastikan lekatan yang baik pada katil cetakan.
Dalam kes ini adalah sangat sukar untuk menjaga peraturan ini apabila kita membuat corak rawak. Saya mengesyorkan mengimport model .stl ke dalam Reka Bentuk 3D Tinkercad untuk -x sebelum mencetak, dalam kes ini:
- Saya menambah polihedron di tengah di mana ia bersilang dengan semua bentuk.
- Kemudian tambah kiub berongga di bawahnya untuk memastikan Poor adalah Pat.
- Akhirnya mengumpulkan semuanya bersama-sama dan dieksport kembali ke format .stl
Cetak 3D Ia
Untuk projek ini kami menggunakan perisian CAM percuma Ultimaker Cura 3D dengan parameter berikut:
- Bahan: sutera PLA+
- Saiz muncung: 0.4 mm
- Kualiti lapisan: 0.28 mm
- Dalam-ll: 20% corak grid
- Suhu penyemperitan: 210 C
- Suhu katil panas: 60 C
- Kelajuan pencetakan: 45 mm/s
- Menyokong: Ya (automatik pada 45 darjah)
- Lekatan: penuh
Rujukan
Del Court, M. (2014, 3 enero). Geologi dan Geometri. michelledelcourt. Recuperado 11 septiembre de 2022, de
https://michelledelcourt.wordpress.com/2013/12/20/geology-and-geometry/
Ini hebat!
Adakah anda berkongsi reka bentuk Codeblocks secara terbuka dalam galeri Tinkercad?
Dokumen / Sumber
 |
Pengajaran perisian Geologi Dengan Perisian CodeBlocks Tinkercad [pdf] Manual Arahan instructables Geologi Dengan Perisian Tinkercad CodeBlocks |
