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[BXY高中信息技术教程] 「BXY」micro:bit 高中信息技术教程—感知环境促健康

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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。
image001.png

二、实践目标

本实践项目运用micro:bit作为智能终端,通过LM35温度传感器采集数据,来实时检测环境温度并设置高温提醒。


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BXY软件编写代码采集LM35线性温度传感器数据的方法;

四、实践准备

硬件清单:

micro:bit开发板x1 I/O扩展板x1 Type-C&Micro二合一USB线x1 LM35线性温度传感器及模拟连接线 x1
012.jpg 013.jpg 010.jpg 011.jpg

软件使用:BXY编程软件

知识链接

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。 image010.png

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。


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
image013.png

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。
image015.png

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。
image017.png

连接完成后如下图,
image019.png

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”
image021.png
(2)单击左上角的“文件”按钮
image023.png
(3)在弹出的框内点击“新建”按钮
image025.png

之后我们会看到有一个名为“untitled”项目文件生成,
image027.png

(4)创建完成后,点击菜单栏“文件”中的“另存为”
image029.png

(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
image031.png

保存完成后,我们即可开始编程,
image033.png

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
image035.png

烧录完成后可以看到有提示字样,
image037.png

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
image039.jpg

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,
image040.png image042.png

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。


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?




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:

image044.png
此时,扩展板支持的功能如下:
l  所有的IO口
l  2路电机驱动
l  0 1 2 3V GND 金手指
l  USB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


M1.zip

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