Instructables van software Geologie met Tinkercad CodeBlocks-software
De geometrie van rotsen en kristallen begrijpen
Veel geometrische vaste stoffen komen in de natuur voor. Minerale kristallen groeien uit tot regelmatige, geometrische vormen.
tetraëders
Tetrahedriet vormt regelmatige tetraëdrische kristallen. Het werd voor het eerst beschreven rond 1845 in Duitsland en wordt gebruikt als bron van koper. (del Court, 2014)
Kubussen
Vooral pyriet of "fool's gold" vormt mooie kristallen. In de 16e en 17e eeuw werd pyriet gebruikt als ontstekingsbron in vroege herbewapening, waardoor vonken ontstonden wanneer er over een cirkelvormig -le werd gestreken. (del Court, 2014) Bismuth heeft ook de neiging om te groeien in de vorm van kubussen die in stappen naar het midden toe groeien, in de geometrie staat dit fenomeen bekend als een concentrisch patroon.
Octaëder
Magnetiet is eigenlijk het meest magnetische van alle natuurlijk voorkomende mineralen op aarde. Door de aantrekkingskracht van magnetiet op kleine stukjes ijzer te observeren, namen mensen in China in de 4e eeuw voor Christus en Griekenland in de 6e eeuw voor Christus voor het eerst magnetisme waar. (del Court, 2014)
Zeshoekige Prisma
Kwartskristallen vormen zeshoekige prisma's. De lange prismavlakken maken altijd een perfecte hoek van 60° en splitsen het licht in een spectrum. (del Court, 2014)
De geometrie van elk kristal (in feite van elk geometrisch patroon) is gebaseerd op 3 basisprincipes:
- Vorm: Het is de basisfiguur.
- Herhaling: Het is het aantal keren dat een basiscijfer wordt "gekopieerd en geplakt".
- Uitlijning: Het is de volgorde die wordt gegeven aan de kopieën van de originele figuur in een werkvlak.
Het vertalen naar Tinkercad Codeblocks
Deze geometrische vormen zijn heel gemakkelijk te herkennen en (gelukkig voor ons) zijn de meeste al vooraf ingesteld in het menu Vormen of Primitieven van Tinkercad CodeBlocks. Om een nieuwe vorm te selecteren, sleept u deze gewoon naar het werkgebied en klikt u op de knop Afspelen om de simulatie uit te voeren en de animatie weer te geven.
Primitieve vormen
Sommige geometrische vormen die op het eerste gezicht ingewikkeld lijken, zijn in werkelijkheid slechts de herhaling en verandering van positie van dezelfde basisfiguur. Laten we eens kijken hoe we dit kunnen doen in Tinkercad CodeBlocks:
tetraëders
- Sleep een piramideblok (formuliermenu) naar het werkgebied.
- Klik op het pictogram "meer opties openen" (pijl naar rechts).
- Verander de waarde van zijden naar 3 (op deze manier krijgen we een 4-zijdige piramide of tetaëder).
Kubussen
- De gemakkelijkste figuur, het is gewoon een kwestie van de kubus of het boxblok (formuliermenu) naar het werkgebied slepen en neerzetten.
Octaëder
- Sleep een piramideblok (formuliermenu) naar het werkgebied.
- Voeg een verplaatsingsblok toe (wijzig menu) en verander de waarde van Z in 20 (dit zal de -guur 20 eenheden naar boven verplaatsen)
- Voeg een nieuwe piramide toe onder de code.
- Voeg een rotatieblok toe (menu wijzigen) en draai de X-as 180 graden.
- Voeg een groepsblok maken toe (menu wijzigen) dat beide piramides aan elkaar zal lassen en een 8-zijdige figuur (octaëder) vormt.
- Als u nauwkeuriger wilt zijn, kunt u aan het einde een schaalblok toevoegen (menu wijzigen) en de Z-waarde wijzigen in 0.7 zodat de figuur er uniformer uitziet.
Zeshoekige Prisma
- Sleep een polygoonblok (formuliermenu) naar het werkgebied.
- Klik op het pictogram "meer opties openen" (pijl naar rechts).
- Zorg ervoor dat de waarde van Sides is ingesteld op 6.
- U kunt een schaalblok toevoegen (menu Wijzigen) en de Z-waarde wijzigen als u de lengte van het zeshoekige prisma wilt wijzigen.
Herhaling
Om een figuur meerdere keren te herhalen in Tinkercad CodeBlocks, moeten we het herhalingsblok "1" gebruiken (controlemenu). Voordat we echter een herhaling maken, moeten we een nieuw object maken (menu Wijzigen):
- Maak eerst een nieuw objectblok met slepen en neerzetten vanuit het menu Wijzigen in het werkgebied.
- Sleep nu net onder dat blok een herhalingsblok van 1 keer vanuit het bedieningsmenu.
- Kies elke gewenste vorm (uit het vormmenu) en plaats deze IN het blok herhaal 1 keer. Je zult zien dat de stukjes als een puzzel in elkaar passen.
Als u de waarde "1" verandert in een ander nummer in de blokherhaling 1 keer, wordt de -gure zo vaak gekopieerd als u wilt.
Maar zelfs als u de simulatie uitvoert, is het niet mogelijk om de wijzigingen in de voorvieweh, waarom? omdat de objecten op dezelfde positie worden gekopieerd en geplakt! (de ene boven de andere)... om de wijzigingen te zien die u moet herhalen en verplaatsen! zoals we zullen zien in de volgende stap.
https://youtu.be/hxBtEIyZU5I
Uitlijning of arrays
Eerst moeten we de soorten uitlijningen begrijpen die er zijn:
- Lineaire of rasteruitlijning: waarin objecten in een of twee richtingen worden herhaald om een ruimte te vormen.
- Rotatie-uitlijning: waarin objecten rond een rotatie-as draaien en omtrekken vormen.
- Willekeurige uitlijning: waarin objecten een ruimte vormen door zich schijnbaar willekeurig op verschillende locaties te positioneren
Laten we nu eens kijken hoe we dit kunnen doen met Tinkercad CodeBlocks:
Lineaire uitlijning:
- Maak eerst een nieuw objectblok met slepen en neerzetten vanuit het menu Wijzigen in het werkgebied.
- Nu moeten we een variabele maken. U kunt het maak variabele blok uit het wiskundemenu slepen en het net onder het vorige blok plaatsen (bewaar de waarde 0).
- Wijzig de naam van de variabele (voor gemakkelijke identificatie) in een willekeurig woord zoals "beweging" om dit te doen, klik op het vervolgkeuzemenu in het blok en selecteer de optie variabele hernoemen...
- Sleep nu net onder dat blok een herhalingsblok van 1 keer vanuit het bedieningsmenu.
- Kies elke gewenste vorm (uit het vormmenu) en plaats deze IN het blok herhaal 1 keer. Je zult zien dat de stukjes als een puzzel in elkaar passen.
- Nu onder het vorige blok (maar binnen het herhalingsblok blijvend) plaats je een bewegingsblok.
- Ga naar het menu Data en je zult zien dat er nu een nieuw blok wordt gemaakt met dezelfde naam die je aan je variabele hebt gegeven.
- Sleep dat blok en plaats het in het verplaatsingsblok (het kan op X, Y of Z staan, afhankelijk van in welke richting je de -guur wilt verplaatsen).
- Om bijna klaar te zijn, voegen we een blok met veranderelementen toe (u -nd het in het wiskundemenu) en selecteer in het vervolgkeuzemenu van het blok de naam van uw variabele.
- Het is tijd voor wat wiskunde! Sleep een vergelijkingsblok (u -en het binnen het wiskundemenu met de symbolen 0 + 0) UIT UW CODE, u kunt elke lege ruimte in het werkgebied gebruiken.
- Verander de laatste 0 in een willekeurig getal, dit vertegenwoordigt de eenheden die uw -guru zal verplaatsen.
- Om het af te ronden, sleept u uw vergelijkingsblok en plaatst u het na het gedeelte "naar" van het blok met verandervariabelen over de 1 (om het getal 1 te vervangen door een vergelijking 0 + n).
- Voer ten slotte de simulatie uit en bekijk de magie. Ik weet dat de eerste keer vervelend is, maar het wordt gemakkelijker met oefenen.
Rotatie-uitlijning:
- Maak eerst een nieuw objectblok met slepen en neerzetten vanuit het menu Wijzigen in het werkgebied.
- Nu moeten we een variabele maken. U kunt het maak variabele blok uit het wiskundemenu slepen en het net onder het vorige blok plaatsen (bewaar de waarde 0).
- Verander de naam van de variabele (voor gemakkelijke identificatie) in een willekeurig woord zoals "rotatie" om dit te doen, klik op het vervolgkeuzemenu in het blok en selecteer de optie variabele hernoemen...
- Sleep nu net onder dat blok een herhalingsblok van 1 keer vanuit het bedieningsmenu.
- Kies elke gewenste vorm (uit het vormmenu) en plaats deze IN het blok herhaal 1 keer. Je zult zien dat de stukjes als een puzzel in elkaar passen.
- Nu onder het vorige blok (maar binnen het herhalingsblok blijvend) plaats je een bewegingsblok.
- Wijzig de waarde van de X- of Y-as van het verplaatsingsblok (om de figuur weg te bewegen van het midden van het werkvlak of de oorsprong).
- Voeg een roterend blok toe (u kunt het vinden in het menu Wijzigen) en wijzig de optie X-as in Z-as.
- Ga naar het menu Data en je zult zien dat er nu een nieuw blok wordt gemaakt met dezelfde naam die je aan je variabele hebt gegeven.
- Sleep dat blok en plaats het over het nummer net na de optie "naar" in het rotatieblok.
- Sleep nu vanuit het wiskundemenu een blok "X:0 Y:0 Z:0 Z:0" en plaats het net na de optie voor rotatiegraden van het vorige blok (op deze manier zorgen we ervoor dat de -guur rond het midden van het vliegtuig en niet vanuit zijn eigen centrum).
- Om bijna klaar te zijn, voegen we een blok met veranderelementen toe (u -nd het in het wiskundemenu) en selecteer in het vervolgkeuzemenu van het blok de naam van uw variabele.
- Het is tijd voor wat wiskunde! Sleep een vergelijkingsblok (u -en het binnen het wiskundemenu met de symbolen 0 + 0) UIT UW CODE, u kunt elke lege ruimte in het werkgebied gebruiken.
- Verander de laatste 0 in een willekeurig getal, dit vertegenwoordigt de eenheden die uw -guru zal verplaatsen.
- Om het af te ronden, sleept u uw vergelijkingsblok en plaatst u het na het gedeelte "naar" van het blok met verandervariabelen over de 1 (om het getal 1 te vervangen door een vergelijking 0 + n).
- Voer ten slotte de simulatie uit en bekijk de magie. Ik weet dat de eerste keer vervelend is, maar het wordt gemakkelijker met oefenen.
Willekeurige uitlijning:
Gelukkig is dit soort uitlijning veel eenvoudiger dan het lijkt.
- Maak eerst een nieuw objectblok met slepen en neerzetten vanuit het menu Wijzigen in het werkgebied.
- Sleep nu net onder dat blok een herhalingsblok van 1 uit het bedieningsmenu (door het nummer te wijzigen bepaalt u het aantal cijfers dat zal verschijnen).
- Kies elke gewenste vorm (uit het vormmenu) en plaats deze IN het blok herhaal 1 keer. Je zult zien dat de stukjes als een puzzel in elkaar passen.
- Nu onder het vorige blok (maar binnen het herhalingsblok blijvend) plaats je een bewegingsblok.
- We zullen een nieuw blok gebruiken met de naam "willekeurig tussen 0 en 10", dat je kunt vinden in het menu Math.
- Sleep het blok en plaats het net achter de X-coördinaat van het verplaatsingsblok. Herhaal de actie voor de Y-coördinaat.
- Ten slotte is het nodig om een reeks getallen te definiëren (of een reeks posities waarin onze cijfers willekeurig zullen verschijnen). bijvoorbeeldampAls u wilt dat de -cijfers overal in het werkvlak verschijnen, typt u -100 tot 100 in het blok "willekeurig tussen ..."
Handen in actie
Nu je de basis hebt geleerd, is het tijd om het op de proef te stellen. Identificeer de geometrie van de meest populaire kristallen en gebruik wat je in de les van vandaag hebt geleerd om ze te repliceren.
Hier zijn een paar acties (hints):
magnetiet
- Je zult twee 4-zijdige piramides moeten verbinden om een tetraëder te vormen, wat de hoofdmodule zal zijn die moet worden herhaald.
- Gebruik een herhalingsblok om het aantal vormen te vermenigvuldigen en meng het met een verplaatsingsblok + bereik tussen 0 – 10 om de vormen op verschillende plaatsen te positioneren.
- Probeer een schaalblok toe te voegen om de afmetingen van de vormen te wijzigen.
tetrahedriet
- Begin met een 4-zijdige piramide. Gebruik 4 andere piramides om de hoeken van de figuur te knippen.
- Herhaal deze samengestelde figuur meerdere keren op het werkvlak en verander de afmetingen.
- Pro-tip: voeg X-, Y-, Z-rotatieblokken toe en combineer ze met een bereikblok (0 tot 360) om de cijfers willekeurig te roteren voor een realistischer uiterlijk.
Pyriet
- De eenvoudigste van allemaal, het gebruikt gewoon dozen en herhalende blokken om kleinere dozen rond een grote kubus te vormen.
Vulkanische rots
- Het ziet er moeilijk uit, maar dat is het niet! Begin met een groot stevig lichaam (ik raad een bol aan).
- Plaats willekeurig veel kleine en middelgrote bollen rond het hoofdgedeelte. Zorg ervoor dat u deze in de "holle" modus zet.
- Groepeer alles bij elkaar en kijk hoe de kleine bollen brokken van het hoofdgedeelte verwijderen
Kwarts
- Maak een zeshoekig prisma en lijn het uit met de Z-as.
- Plaats er een 6-zijdige piramide op
- Maak een snee precies op het puntje van de piramide
- Groepeer alles bij elkaar en gebruik het als een module.
- Herhaal de module met behulp van de herhaling van rotatie om naar het midden van het vlak te draaien.
Bismut
- Ingewikkelde figuur, het begint allemaal met een kubus.
- Nu heb je 6 piramides nodig die de zijkanten van de kubus doorsnijden om ons alleen het "frame" te laten.
- Herhaal het frame meerdere keren naar het midden toe, waarbij de totale schaal kleiner wordt.
- Uiteindelijk vanwege de primitieve beperking (Tinkercad CodeBlocks staat slechts 200 primitieven toe in het werkvlak) zullen we de -guur maar een paar keer kunnen herhalen, meer dan genoeg om een geweldig resultaat te bereiken.
Geode
- Kubussen zijn de basis -guur
- Herhaal de kubussen rond het midden om ringen te vormen met behulp van omwentelingspatronen.
- Verander de kleur van de ringen om meer op de werkelijke kleuren van de edelsteen te lijken
- Gebruik aan het einde een grote doos om het ontwerp doormidden te snijden (zoals een geode die in het echt wordt gesneden).
Als je moeite hebt het onderwerp te begrijpen, laat ik je ook de links naar mijn tests achter, zodat je ze kunt repliceren en ermee kunt experimenteren!
- magnetiet
- tetrahedriet
- Pyriet
- Vulkanische rots
- Kwarts
- Bismut
- Geode
Exporteren voor 3D-printen
Vergeet bij het afronden van je ontwerp niet om een "create group"-blok toe te voegen aan het einde van de code, op deze manier zorgen we ervoor dat alle stukken samen één geheel vormen. Ga naar het exportmenu en kies .stl (meest voorkomende indeling voor 3D-printen).
Bevestiging voor 3D-printen (Tinkercad 3D-ontwerpen)
Herinneren! het is erg belangrijk dat voordat u iets gaat 3D-printen, u ervoor moet zorgen dat het model haalbaar is, met andere woorden, dat het voldoet aan de volgende 3D-printregels:
- U kunt geen modellen printen die in de ruimte vliegen zonder een basis of ondersteuning.
- Voor hoeken die groter zijn dan 45 graden is structurele ondersteuning in de CAD-software nodig.
- Probeer de basis van je figuur zo Pat mogelijk te maken om een goede hechting op het printbed te garanderen.
In dit geval is het erg moeilijk om voor deze regels te zorgen als we willekeurige patronen maken. Ik raad aan om het .stl-model in Tinkercad 3D Designs te importeren om het te -xen voordat het wordt afgedrukt, in dit geval:
- Ik heb een veelvlak toegevoegd in het midden waar het alle vormen snijdt.
- Voeg vervolgens een holle kubus eronder toe om ervoor te zorgen dat de arme pat is.
- Eindelijk alles gegroepeerd en terug geëxporteerd naar .stl-formaat
3D print het
Voor dit project hebben we de gratis CAM-software Ultimaker Cura 3D gebruikt met de volgende parameters:
- Materiaal: PLA+ zijde
- Mondstuk maat: 0.4mm
- Laag kwaliteit: 0.28mm
- In-ll: 20% rasterpatroon
- Extrusietemperatuur: 210C
- Temperatuur van het warme bed: 60C
- Afdruksnelheid: 45 mm/s
- Ondersteunt: Ja (automatisch op 45 graden)
- Hechting: Rand
Referenties
Del Court, M. (2014, 3 jaar). Geologie en geometrie. micheldelcourt. Recuperado 11 de septiembre de 2022, de
https://michelledelcourt.wordpress.com/2013/12/20/geology-and-geometry/
Geweldig!
Heb je het Codeblocks-ontwerp openbaar gedeeld in de Tinkercad-galerij?
Documenten / Bronnen
 |
Instructables van software Geologie met Tinkercad CodeBlocks-software [pdf] Gebruiksaanwijzing instructables Geologie met Tinkercad CodeBlocks-software |
