「BXY」micro:bit 高中信息技术教程—感知环境促健康
本帖最后由 EVE 于 2021-7-28 10:32 编辑在我们的生活中，温度对健康至关重要。气温的过高或过低都会影响到我们身体的状态，甚至可能会生病。为此，本节课上，我们将自制一个能够检测环境温度的装置，它能帮助我们实时监测环境温度，并且在环境变差时提醒我们。
### 二、实践目标
本实践项目运用micro:bit作为智能终端，通过(https://www.dfrobot.com.cn/goods-74.html)采集数据，来实时检测环境温度并设置高温提醒。
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### 三、知识目标
1. 认识I/O扩展板、LM35线性温度传感器等硬件设备；
2. 理解LM35线性温度传感器的使用和接线方法，能根据连线图进行实物连接
3. 掌握以micro:bit为智能终端，通过(https://bxy.dfrobot.com.cn/)编写代码采集LM35线性温度传感器数据的方法；
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### 四、实践准备
#### 硬件清单：
| (https://www.dfrobot.com.cn/goods-2921.html)x1 | (https://www.dfrobot.com.cn/goods-1966.html)x1 | (https://www.dfrobot.com.cn/goods-2843.html)x1| (https://www.dfrobot.com.cn/goods-74.html) x1 |
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#### 软件使用：BXY编程软件
**知识链接**
- (https://www.dfrobot.com.cn/goods-1966.html)
简介：这里的“I、O”分别是“input”输入和“output”输出的缩写，I/O扩展板的作用是将micro:bit上的IO口以引脚口的形式引出，方便我们接入传感器、执行器等模块。IO口与micro:bit上的接口一一对应。Tips:关于扩展版的详细介绍可见附录1。
- (https://www.dfrobot.com.cn/goods-74.html)
简介：这是一款基于LM35半导体的温度传感器，可以用来对环境温度进行定性的检测。LM35半导体温度传感器是美国国家半导体公司生产的线性温度传感器。其测温范围是-40℃到150℃，灵敏度为10mV/℃，输出电压与温度成正比。
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### 五、实践过程
在本项目中，我们将利用LM35温度传感器，分两步设计一个温度检测装置，来实时检测环境的温度，并在环境温度变差时进行提醒。
1、实时检测环境温度
2、添加提醒功能
### 任务1：环境温度实时检测
#### 1、硬件搭建
**STEP1**：将micro:bit开发板插入I/O扩展板，注意正反，LED点阵屏朝扩展板的“micro:bit”图标方向
**STEP2**：通过传感器连接线将LM35线性温度传感器连在扩展板的P1端口。其中，红线和黑线分别对应电源正极和负极，蓝线对应信号线，用来传输信号。
> 注：此处传感器接到了扩展板的P1接口，这里接口与后续编程中程序使用的接口号需要一致。如果这里接到了P2，在程序中，所有P1的指令需要替换为P2。
**STEP3**：通过USB连接线将micro:bit接到计算机。
连接完成后如下图，
#### 2、软件编写
在首次编程时，我们将先对软件进行设置，之后再编写程序。
**STEP1**：软件设置
1、创建与保存项目文件
（1）启动BXY编程软件，确认主控板类型为“micro:bit”
（2）单击左上角的“文件”按钮
（3）在弹出的框内点击“新建”按钮
之后我们会看到有一个名为“untitled”项目文件生成，
（4）创建完成后，点击菜单栏“文件”中的“另存为”
（5）在弹出的界面中选择保存位置，输入文件名“m1.1”，保存类型默认
Tips：保存位置和文件名称可自选
保存完成后，我们即可开始编程，
**STEP2**：程序编写：
```
from microbit import *
while True:
temp = (pin1.read_analog() / 10.24) * 3
display.scroll(str("temp=%d C"%temp), wait=True, loop=False)
```
#### 3、运行调试
**STEP1**：点击“烧录”上传程序
烧录完成后可以看到有提示字样，
**STEP2**：观察效果
观察micro:bit，我们可以发现测得的温度值在点阵屏上滚动显示
### 任务2：添加提醒功能
在上个任务中，我们已经完成了对于环境温度的实时检测，接下来，我们将在此基础上，为这个装置添加提醒功能，当实时检测到的环境温度过高时，使micro:bit的点阵屏显示一个哭脸，否则，始终显示笑脸。
#### 1、软件编写
**STEP1**：软件设置
1、新建一个项目文件并命名为“m1.2”
**STEP2**：程序编写
```
from microbit import *
while True:
temp = (pin1.read_analog() / 10.24) * 3
if temp > 28:
display.show(Image.SAD)
else:
display.show(Image.HAPPY)
```
#### 2、运行调试
**STEP1**：点击“烧录”上传程序
观察micro:bit，我们可以看到点阵屏上有笑脸显示，如下左图，
**STEP2**：将装置放在环境温度较高的区域，如夏季的室外等
观察主控板，此时点阵屏上的笑脸变成了哭脸，如上右图，
> 注：程序中的“28”是我们依据实验情况设定的温度达到不宜健康时的临界值，可以依据各自的实际情况设置。
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### 六、延伸拓展
**思考：**
1、关于室内环境的数据，还有什么数据可以作为室内环境健康度的参考值？我们手头是否有工具可以对其进行测量？
2、影响人体健康状况的除了外部环境，还有就是人体的自身条件了，想一想如果想判断一个人的健康情况，可以从哪些身体数据进行分析？
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附录
附录1：
拓展阅读
I/O扩展板详细介绍：I/O扩展板能完全兼容micro:bit和掌控板两种主板。正面插入掌控，反面插入micro:bit。引出10路数字/模拟3Pin口，两路IIC口以及一路UART口；板载两路电机驱动，且不占用额外引脚；板载PH2.0及microUSB两种供电口，既可以通过usb线也可以通过电池盒或者锂电池供电，供电电压3.5-5V，板载开关，可以开关外接供电电源；板载一个高品质蜂鸣器，且带有开关控制，可以随时关闭蜂鸣器；引出了9个鳄鱼夹接口；分别兼容掌控的触控金手指和micro:bit金手指。扩展板兼容乐高尺寸孔位，可以与乐高进行拼插结合。
供电方式：
主板直接供电： 采用主板的USB或者电源口供电，此时，可以使用扩展板的各种扩展口及蜂鸣器。因主板驱动电流有限，此模式下无法使用电机驱动。
USB供电口供电： 使用电脑USB口供电或者充电宝，或者手机充电头供电。接口为microUSB。此模式下，扩展板的所有功能均可使用。
外接电池盒供电：外接PH2.0接口输入电压为3.5~5V，使用PH2.0接口的3节干电池盒或者3.7V锂电池，均可。此模式下，扩展板的所有功能均可使用。
接micro:bit板使用方法
microbit主板的LED点阵的那一面，对着microbit字样的那个方向插入，如图所示：
此时，扩展板支持的功能如下：
l所有的IO口
l2路电机驱动
l0 1 2 3V GND 金手指
lUSB供电和PH2.0外接供电口供电及电源开关。
l蜂鸣器及蜂鸣器开关。
注： microbit下不支持 P Y T H O N这6个触摸金手指。 蜂鸣器占用的P0口，如果要正常使用金手指P0，请将蜂鸣器关闭。
技术规格
外接3节5号干电池（3.5V~5V）或3.7V锂电池， PH2.0接口
USB接口外接供电（3.5V~5V） MicroUSB接口
掌控板电源供电（注：由于掌控板IO口驱动能力有限，使用掌控板供电，无法驱动大功率外设，如需使用电机等设备，请使用外接电池或者外接USB口供电）
IO口：P0 P1 P2 P8 P9 P12 P13 P14 P15 P16（注：掌控板不支持使用P12口）
I2C接口 ×2
串口 ×1 （P13 P14）
引脚金手指 ：0 1 2 3V GND
触摸金手指×5：P Y T H O N （掌控独有）
microbit蜂鸣器×1 P0口 （microbit有用，掌控模式下，请关闭蜂鸣器开关，避免占用P0口）
电机驱动×2
金手指孔径：4.8mm兼容乐高
金手指孔距：8mm兼容乐高
底部黑色亚克力保护
尺寸：80*42mm
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