Classroom Smart Home Kit 智能家居|奧斯丁國際有限公司 OURSTEAM Internationl

組裝小屋

Pre-positioned Holes 內建孔位	QTY 數量
IOT:bit 擴充版孔位	1
Sensor:bit	1
Holes for mini sensors(Such as Light sensor) 迷你感測器孔位	4
Holes for larger sensors(Such as Motor fan module) 大型感測器孔位	1
Holes for Ultrasonic sensor 超音波感測器空位	1
Holes for Dust sensor 灰塵感測器孔位	1
Holes for Servo 伺服馬達孔位	2

安裝步驟

在門位置安裝伺服馬達固定板(如下圖)

在寵物餵食位置安裝伺服馬達的固定板(如下圖)

用透明膠帶組裝門(如下圖)

組裝打開/關閉門板(如下圖)

已預留了2根連桿，可以透過它們把門與伺服馬達連接起來，並可以進行開門/關門的功能(如下圖)

用透明膠帶安裝另一扇門(如下圖)

組裝牆壁(如下圖)

組裝地板(如下圖)

組裝屋頂(如下圖)

當寵物食物儲存槽的伺服馬達的孔位已安裝伺服馬達時，可以將食槽安裝在該的伺服馬達上(如下圖)

【Smart Voice-Controlled Light 聲控開關燈】

基礎介紹

Classroom Smart Home Kit包括了IOT:bit擴展板、碰撞傳感器、180度伺服馬達、彩虹燈、噪音感測器、光線感測器和OLED顯示器等感測器。
這些組件能夠實現豐富的功能，與micro:bit主板完美配合，讓您能夠探索更多有趣的智能家居創客項目。

材料準備
1 × micro:bit V2
1 × Classroom Smart Home Kit 智能家居套件
1 × micro USB Cable USB傳輸線
1 × Smart Home Material Pack 智能小屋材料包

感測器介紹

【IOT:Bit 擴充版】
IOT:bit擴展板是一款功能豐富的擴展板，專為micro:bit設計。以下是更詳細的介紹：

WiFi模組:
IOT:bit板載了WiFi模塊，能夠輕鬆連接到無線網絡。透過WiFi模組，您可以實現與雲端空間(例如:Thingspeak和HiveMQ)的快速傳遞資訊，將數據傳輸到雲端或從雲端獲取數據。這為您的智能家居項目提供了廣闊的連接和遠程控制的可能性。

RTC時鐘模組:
IOT:bit還集成了RTC時鐘模塊(時鐘)，具有精準的計時功能。即使主板斷電，獨立供電的RTC模塊仍可繼續計時。提供了持續準確的時間記錄，例如時間點、定時任務和事件觸發等。

蜂鳴器:
IOT:bit還包含了一個蜂鳴器，通過它您可以播放旋律、音效或警報聲。蜂鳴器能夠產生不同頻率的聲音，為您的項目增加了聲音反饋和交互性。

IO口擴展:
IOT:bit擴展了micro:bit上所有可用的IO口，並以GVS形式引出與各種3V的電子積木模組連接。也可以擴充各種積木，如LED燈、光線感測器、伺服馬達等，來建構更豐富、多樣化的智能家居系統。

【光線感測器】
光線感測器是一種用於偵測光線強度的感測器，可以根據周圍環境的光照變化輸出相應的訊號。透過光線感測器，可以實時監測光線的強度，並根據需求自動調節燈光、觸發其他設備或進行光照相關的應用。

【噪音感測器】
噪音感測器可以檢測周圍環境中的聲音強度。可以感應到聲音的振動並將其轉化為相應的訊號。在智能聲控燈案例中，噪音傳感器可以與光線感測器搭配使用來檢測到環境中的噪音和光線變暗時，觸發燈光的自動開啟。

【碰撞感測器】
碰撞感測器能夠偵測物體的碰撞動作。透過偵測到外部衝擊力來觸發信號輸出，能夠檢測到門鎖或其他設備是否有受到碰撞的影響。
在遙控開門器案例中，碰撞傳感器可以作為門鈴觸發器，通知遙控端有人前來拜訪。

【OLED 顯示器】
0.96寸OLED 顯示模組採用SSD1306 驅動芯片，有128x64個自發光的白色像素點。
具有功耗低、對比度高等優點，可用於許多顯示應用，例如：各類傳感器的數值顯示；mini 小遊戲機；智能穿戴設備等。

【彩虹燈】
彩虹燈可以產生豐富的顏色變化效果。可以透過編程控制LED的亮度和顏色，以創造出令人愉悅的光效。

【180度伺服馬達】
180度伺服馬達是一種用於控制機械裝置的電機驅動器。可以透過電信號控制伺服馬達轉動到指定的角度，從而實現精確的控制。在遙控開門器案例中，180度伺服馬達可以用來控制門的開和關閉，以便實現自動開門的功能。

硬體連接

將光線感測器連接到IOT:bit的P1端口
將噪音感測器連接到IOT:bit的P2端口
將彩虹燈連接到IOT:bit的P14端口。

編程

【makecode 編程平台】https://makecode.microbit.org/

點選創建New Project，替專案命名後並點選Create。

點擊 makecode 選單中的Extensions並搜尋iot-environment-kit下載擴充積木，下載後會再選單中出現該積木。

【Smart Voice-Controlled Light 聲控開關燈】範例程式
Make Code超連結 https://makecode.microbit.org/_2UgR2WFDjdVh

程式結果

當開機時，彩虹燈數量設定為一顆並連接在P14端口。將連接至P1的光線感測器的數值導入變數lightlevel
將連接至P2的噪音感測器的數值存入變量noiselevel中。如果光線值小於60且噪音值大於80，則點亮白色燈光10秒，10秒後燈光自動熄滅。

【Remote Door Opener 遙控開門】

材料準備
1 × micro:bit V2
1 × Classroom Smart Home Kit 智能家居套件
1 × micro USB Cable USB傳輸線
1 × Smart Home Material Pack 智能小屋材料包

課程目標
(1) 了解micro:bit的廣播功能。
(2) 了解碰撞感測器和伺服馬達的工作原理。
(3) 掌握OLED螢幕的使用方法

感測器介紹

【碰撞感測器的工作原理】
碰撞感測器透過內部的機械結構來完成電路的通電和中斷，當碰撞傳感器的外部探測臂受到碰撞，探測臂受力下壓，帶動碰撞傳感器內部的簧片撥動，從而電路的導通狀態發生改變。

【伺服馬達的工作原理】
伺服馬達是一種帶有輸出軸的小裝置。當我們向伺服器發送一個控制信號時，輸出軸就可以轉到特定的位置。只要控制信號持續不變，伺服機構就會保持軸的角度位置不改變。如果控制信號發生變化，輸出軸的位置也會相應發生變化。日常生活中，伺服馬達常被用於遙控飛機、遙控汽車、機器人等領域。

控制線用於傳輸角度控制信號。這個角度是由控制信號脈衝的持續時間決定的，這叫做脈衝編碼調製（PCM）。

伺服馬達的控制一般需要一個20ms左右的時基脈衝，該脈衝的高電平部分一般為0.5ms-2.5ms範圍，總間隔為2ms。
脈衝的寬度將決定馬達轉動的距離。例如：1.5毫秒的脈衝，電機將轉向90度的位置（通常稱為中立位置，對於180°伺服馬達來說，就是90°位置）。

如果脈衝寬度小於1.5毫秒，那麼電機軸向朝向0度方向。如果脈衝寬度大於1.5毫秒，軸向就朝向180度方向。

以180度伺服馬達為例，對應的控制關係是這樣的：
0.5ms————-0度； 1.0ms————45度； 1.5ms————90度； 2.0ms———–135度； 2.5ms———–180度；

硬體連接
碰撞感測器連接到IOT:bit的P2端口，
將180度伺服馬達連接到IOT:bit的P1端口。

編程

【makecode 編程平台】https://makecode.microbit.org/

點選創建New Project，替專案命名後並點選Create。

點擊 makecode 選單中的Extensions並搜尋Servo下載擴充積木，下載後會再選單中出現該積木。

【伺服馬達初始化】
Makecode 超連結 https://makecode.microbit.org/S33825-77887-10264-59836
在安裝伺服馬達前，需要先調整角度。
當按下A鍵時會控制連接在P1的伺服馬達轉動到90度的位置。

【小屋大門程式】
Makecode 超連結 https://makecode.microbit.org/S43729-79384-22654-20945

【遙控大門程式】
Make Code超連結 https://makecode.microbit.org/_dK0gUeV0W5Ao

程式結果

當有人前來拜訪時，觸碰碰撞感測器
此時大門端的micro:bit通知遙控端的micro:bit，當遙控端的micro:bit接收到通知時會顯示圖案，此時按下遙控端的micro: bit的A鍵，則大門端的micro:bit顯示笑臉圖案並控制伺服馬達打開房門，並在OLED螢幕上顯示“Welcome”，反之按下遙控端的micro:bit的B鍵，則門鎖端的micro:bit顯示×圖案，並在OLED螢幕上顯示“Refused to enter”