「BXY」micro:bit 高中信息技术教程—感知环境促健康

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。

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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BXY软件编写代码采集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：

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

软件使用：BXY编程软件

知识链接

• I/O扩展板

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。

• LM35线性温度传感器

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 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