用SIoT秒搭STEM课堂物联网服务器(下)
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。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 x1LM35线性温度传感器 ×1
软件准备与SIOT平台搭建 参见上篇用SIoT秒搭STEM课堂物联网服务器(上)——以基于micro: bit的热辐射实验为例
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。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+添加掌控板模块然后添加MQTT和WIFI网络服务模块
这两项齐备后就可以开始设计程序了
完整程序如下MQTT初始化参数解读如下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充当服务器的电脑上运行命令提示符
输入"ipconfig",回车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/平台中可以看到新增项目 “myPython”根据我们设计的程序
发送消息“START”后实验装置开始上传数据当然同样可以将数据导出为EXCEL表格
实验方案对比
成本对比
基于Micro:bit的方案
基于掌控板的实验方案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
我们之前就做过米爸的数字实验室:趣玩micro:bit之赛车总动员
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。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。”https://mc.dfrobot.com.cn/data/attachment/forum/201906/21/193316jbw5wcmfbsdjsw0j.jpg米爸与小钱钱的STEM幼儿园
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