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2021/01/07

Smart Science IOT:Kit物聯網科學套件_簡介篇

 
Micro:bit Smart Science IOT:Kit互聯網科學套件


ELECFREAKS Smart Science IOT:Kit是以lOT:Bit為基礎開發的，lOT:Bit是一款新的擴充板，可與超音波感測器、灰塵感測器、光線感測器和水位感測器等科學感測器相容，包含RTC計時和WIFI模組。可透過感測器收集數據，並藉由更穩定及精確的數據分析將資料彙整傳送到雲端。



元件清單
Micro:bit(選購):1｜IoT:bit:1｜OLED:1｜BME 280:1｜PIR sensor紅外線感測器:1｜Light sensor光線感測器:1｜Noise sensor噪音感測器:1｜Water level sensor水位感測器:1｜soil moisture sensor土壤溼度感測器:1｜Sonar:bit超聲波模組:1｜Dust sensor粉塵/灰塵感測器:1｜180° servo伺服馬達:1

IoT:bit
 
介紹
 
IoT:bit是一款以micro:bit為基礎的物聯網科學實驗擴充板，可支援3pin接口的感測器、驅動器和蜂鳴器，其板載的RTC時鐘模組，即便在micro:bit電源已關閉的情況下，也能精準計時。

它使用ESP8266作為WIFI擴充板、並使用一系列端口與micro:bit通訊。同時擴充了由GVS形式導出micro:bit上的所有可用IO端口，可以使用它擴充各種3V電子模組，例如：LED、感光元件和伺服馬達等。IoT:bit具有板載RTC時鐘可進行時序控制，斷電時也可以繼續計時。使用Makecode的擴充積木即可連接到Thingspeak並迅速建立IoT專案。最新版本IoT:bit其上方的凹口設計，保留空間方micro:bit V2其背面的重製按鈕可以被使用。

 
特色
  • 結合ESP8266 WiFi、RTC模組
  • 透過GVS擴充了大多數的IO端口
  • 主要部件上的有網版印刷指示
  • 分別引出IIC接口、能直接插入OLED、BME280和IIC等
  • 兼容樂高（適用4個標準間距的樂​​高固定孔）
硬體外觀
  • 產品尺寸：71mm x 63mm x 23mm
  • PCB厚度：1.5mm
  • 開孔直徑：2.4mm
 
 
參數



引腳介面：
 

主要模組介紹：
 

軟體支援
  • 開發平台：Makecode / Micropython / JavaScript /
Makecode積木程式


JavaScript


MicroPython

硬體組裝
  • 先安裝CR1220鈕扣電池(紅框處)，用來為RTC時鐘模組供電。

接著將micro:bit插入IoT:bit，注意micro:bit正面朝向自己。使用USB為擴充板供電，開起板載的電源開關。
如果想拿到戶外使用，可以利用行動電源供電，或是接上插座供電(轉接頭輸出需是5v)。
 

編碼平台：https://makecode.microbit.org

編碼
  • 點選MakeCode欄目中的「Advanced」查看程式庫。
  • 需要為IOT新增編碼。點選編碼欄目底部的「Extension」，搜尋「 IOT」，接著點選IOT軟體包新增到專案中。（如下圖）


注意：如果收到由於不相容將刪除某些軟體包的警示，可按照指示操作，或在專案文件中新建專案。

如何驅動蜂鳴器
(此適用於舊版IoT:bit，最新款已移除蜂鳴器功能，可以使用micro:bit V2的蜂鳴器)
  • 下圖是舊版IoT:bit的內建蜂鳴器。位置如圖中所示，蜂鳴器是連接到micro:bit的P0，使用Makecode的Music積木即可編寫程式來播放音樂。
 
  • 在「input」積木中以"on botton A pressed(當按下A鍵時)"，加入Music中的積木來播放一點音樂。
 


如何使用RTC

如下圖所示，IoT:bit上搭載了DS1307RTC時鐘模組(紅框處)。RTC需要一顆CR1220鈕扣電池來持續供電，這樣當IoT:bit在斷電的狀態下，RTC時鐘模組也能持續運作以維持RTC的準確性。
 


第一次使用RTC模組時，需透過在on start程式內利用「RTC1307」積木編寫目前的時間、在forever內利用OLED積木來顯示時間。
(分鐘的設定建議以目前時間往後加1~2分鐘，確保當完成程式及下載到硬體後，啟動時的時間能剛好與目前的時間對上)。

下載到micro:bit並搭配OLED實測，沒問題後，接著取下micro:bit並進行程式修改：將on start程式內關於時間設定的程式刪除，只保留forever內顯示時間的程式即可。(請注意，若尚未修改程式前就重新打開電源，將使時間恢復到您於on start程式內所編寫的時間。)



程式連結：



依據下圖：將on start程式內關於時間設定的程式刪除，只保留forever內顯示時間的程式即可。
因為在第一次設定時間後，RTC模組就會自動開始計時(必須確保有將鈕扣電池安裝到iot:bit上為RTC模組獨立供電)，即便在不供電給iot:bit的情況下，或是拔除micro:bit，當之後安裝回micro:bit時，RTC模組仍會將目前時間反饋給micro:bit。



程式連結：



OLED成功顯示時間



如何使用物聯網功能
  • IoT:bit最重要的功能是WIFI功能。板載的ESP-8266WIFI模組可以用來：連接WIFI和發送數據。使用IoT專用的引腳RX-P8、TX-P12與micro：bit互相通訊。
  • 使用Thingspeak作為雲端平台進行編碼和數據上傳。
  • Thingspeak guidebook
 
  • 在「on start」內，將ESP8266初始化，預設是與P8和P12連接。
  • 連接您自己的WiFi，輸入WiFi帳號和密碼。
  • 在「forever」迴圈內，連接thinkspeak平台並設定要發送的數據，並暫停一些時間(依據您希望此資料多久更新一次而定)。
 
 

其它感測器編碼
  • IoT:bit同樣支援其它ELECFREAKS推出的感測器，為了方便使用，擴充程式新增的Octopus模組。

下載代碼

下載hex.檔時請單獨將micro:bit一邊連接上USB，另一邊連接至電腦，待下載完成後再插入IoT:bit。
（下載時若將micro:bit插入擴充板，這可能會導致micro:bit連接異常或損壞。）
  • 將下載好的檔案複製到micro:bit。
  • 完成下載後，即可觀察程式運作的結果。 


文件資料

常見問題
 
  • 安裝鈕扣電池後，為什麼我無法獲得RTC的正確數據？
解決方案：CR1220鈕扣電池的通用電壓為3V(紅框處)，而市場上某些電池的電壓可能高於3V。電壓過高會使RTC的晶片發生異常，要解決此問題，可以使用非全新的電池或自行將全新的電池放掉一些電。
 

電池放電步驟

1. 如圖所示，將電池連接LED的引腳，確保正負極連接正確(引腳長的為正極，短的為負極)。


2. 連接後LED會發亮，大約10秒後，3.4V的鈕扣電池可降至3V。 


3. 用萬用電表檢測電池電壓，將電壓降低至約3V後即可正常運作。
 

 
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