查看: 111|回复: 0

[项目分享] 用SIoT秒搭STEM课堂物联网服务器(下)

[复制链接]
本帖最后由 digi_cow 于 2019-7-7 10:13 编辑

用SIoT秒搭STEM课堂物联网服务器(下)

——以基于“掌控”的热辐射实验为例


在上篇,我们采用micro:bit+OBLOQ模块的组合设计了基于SIOT的物联网热辐射实验方案。
image002.jpg
文末,我提及了国内STEM教育一定程度上是与世界同步的,尤其是掌控、虚谷号的出现弥补了原创开源硬件平台的短板。在谢作如老师的提议下,本篇我们将用掌控配合SIOT来设计实验,并从难度和成本两个维度与基于micro:bit的实验方案进行比对。
材料清单  
micro I/O extend扩展板  x1
掌控板                           x1
LM35线性温度传感器    ×1
image003.jpg

软件准备与SIOT平台搭建
参见上篇

硬件连接   
由于掌控板无需外接WiFi模块
硬件连接显得异常简单。
image004.jpg
注意两个要点:
1.    掌控板要如图反插到扩展板
2.    LM35传感器连P1(可根据程序选择引脚)

程序设计   

首先需要在Mind+添加掌控板模块
image005.jpg
然后添加MQTT和WIFI网络服务模块
image006.jpg

image007.jpg
这两项齐备后就可以开始设计程序了

完整程序如下
image008.jpg
image009.png
MQTT初始化参数解读如下
image010.jpg
为让不同程度的小伙伴都速速上手

这里补充下服务器地址的获取方法
image011.jpg
充当服务器的电脑上
运行命令提示符

输入"ipconfig",回车
image012.png
按图索骥就能找到服务器地址了

联网测试   
程序写入掌控板后,
板载OLED根据工作状态

依次有文字信息提示
image013.gif
你会发现掌控这块能便捷显示中文的屏幕
陡然提升了装置的成熟度和人性化设计

打开:http://localhost:8080/html/
image014.png
平台中可以看到新增项目 “myPython”
image015.png
根据我们设计的程序

发送消息“START”后
image016.jpg
实验装置开始上传数据
image017.jpg
当然同样可以将数据导出为EXCEL表格
image018.jpg

实验方案对比  

image019.jpg
成本对比

基于Micro:bit的方案
image020.jpg

基于掌控板的实验方案
image021.jpg
在器材成本方面
由于掌控自带WIFI
省去了外接WIFI模块
并且本身掌控也比microbit便宜
所以成本低了78.5元
如果规模应用的话
节约成本非常可观


难度对比
image022.jpg
在程序设计上
如果使用MIND+的话
难度差异不大
但是硬件连接上
掌控就简单多了
OBLOQ需要通过4根杜邦线连接到扩展板
而且连接方式不是“防呆”的
扩展板电源开关要选择5V确保供电
这两个难点对于创客项目可能不是问题
但是如果用于面向全体学生的STEM课程
有可能这多出来的四根线让很多学生掉坑里
导致无法在关键环节让学生获得必要正向反馈
所以在成本和易用性上看
掌控板方案是完胜micro:bit的

展望   
翻看小钱钱老师的高中物理教材时

这篇内容引起了我的注意
image023.jpg
这篇内容带给我两个信息
1.   科学课在关注和应用信息技术
2.   信息技术推动和影响着其它学科的变革
而我的想法是
我们能否从STEM的角度出发
让学生把其它学科的实验装置给DIY了
类似文中提及的测速装置

我们之前就做过
image024.gif

如同谢作如老师说的那样
数字化实验室出于成本难以普及
但是掌控+SIOT可以
因为
掌控板加上扩展板后
之前的Arduino传感器基本上可以通用
轻松实现编程、接线、联网
小学生都容易上手
成本低到农村学校也买得起
这会不会国内STEM课程普及和落地的一条
务实路径呢?

在实验仪器DIY的过程中
不可避免会遇到各种问题
经历过就会发现其中蕴含巨大的课程价值
比如我们的这个实验


因为MIND+下,掌控板没有匹配LM35程序模块,所以需要自己通过公式把模拟量转换成温度值。然而适用于Arduino的公式无法用于掌控,我和DF的李工为此摸索到了深更半夜。
image025.jpg
image026.gif
最后变通用DHT11对LM35进行校准
摸索出了适用掌控的LM35公式

谢作如老师说这叫标定
是典型的STEM
如果这样的过程多多发生在学生的学习经历中
那是多么美好而有价值的存在啊!

小钱钱老师搬梯子  
之前做了热辐射实验后
就跟小朋友说有机会找小钱钱老师来讲解原理
或是好事多磨
一直没凑好时间
所以就借着这篇让小钱钱老师把梯子搬了吧


“要回答这个问题,我们必须先了解人眼为什么会看到物体有深浅的不同,深浅代表什么呢?其实,人眼能辨别颜色的深浅,是由物体表面反射光的多少决定的,如果反射的光多吸收的光少,那么进入人眼睛的光就多,人眼就感觉那个地方亮,如果反射的光少吸收的光多,那么进入人眼睛的光就少,人眼就感觉那个地方暗。另外,人眼能辨别不同颜色,是由物体反射的色光决定的,例如看到物体是红色的,那么就说明物体反射了红光,吸收了其他色光,看到物体是黑色的就说明物体吸收了所有色光,看到物体是白色的就说明物体反射了所有色光。所以颜色越深,说明物体吸收光越多,吸热本领也就自然强咯。”

米爸与小钱钱的STEM幼儿园

在印州寻找STEM教育应有的样子



您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

为本项目制作心愿单
购买心愿单
心愿单 编辑
wifi气象站

硬件清单

btnicon
我也要做!
点击进入购买页面
上海智位机器人股份有限公司 沪ICP备09038501号-4

© 2013-2019 Comsenz Inc. Powered by Discuz! X3.4 Licensed

mail