认识blue:bit

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挑战目标

本节课主要目标是认知bluebit主控板,学会安装m:pyhton图形化编程软件,完成一个简单的程序。使用麦克风完成音乐灯的制作。

知识点

  1. 认识bluebit主控板
  2. 学会使用m:python编写播放音乐的程序



信息窗

什么是Micro:bit?

Micro:bit是由英国广播公司BBC与微软、ARM、三星及各大学等合作,制作的一款类似 Raspberry Pi 的可编写程序的口袋微型电脑。他们的目标是帮助更多的年轻人通过硬件来学习基础的编程知识和编程逻辑。并且从2015年起英国广播公司BBC每年免费提供Micro:bit给7年级的学生以及11~12岁的小孩来让他们学习和使用。

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Micro: bit仅有信用卡的一半大小(4cm x 5cm),上面嵌有 25 颗红色 LED 用以显示讯息和游戏,以及两个可编程按键、内嵌有加速计和磁力计。另外更有低功耗蓝牙、microUSB 插口和 5 个 I/O 环供鳄鱼夹和 4mm banana plug(香蕉插头)

2、什么是Bluebit主板?


Bluebit主板是以Microbit为原型设计的一款主板,结合其他模块可自由灵活组合创意设计。芯片采用nRF58122,32-bit ARM® Cortex™ M0 32-bit CPU 。内置加速度计和磁力计、支持蓝牙串口通信、支持2.4GHz射频传输。通用输入输出引脚10个、电机驱动引脚4个、按键输入引脚(A/B)2个、支持数字接口I2C和SPI。电源输入支持3.7V锂电池供电。

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m:python软件安装

在盛思官网http://www.labplus.cn/下载m:python图形化编程软件,该软件加入了extend bit I以及bluebit模块指令;同时将micro:bit串口驱动下载到电脑上。

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USB接口连接至电脑,打开电源开关。打开micro:bit串口驱动文件mbedWinSerial_16466.exe进行串口驱动安装,安装成功后电脑应能识别到可移动存储设备MICROBIT。

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安装并打开m:python编程软件,根据需要选择图形化编程或python代码编程方式来完成程序,软件界面如下所示。

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硬件连接

找出LED白灯模块以及麦克风传感器,使用双头连接线接到bluebit的串口上,如下图所示。

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编写程序

Step1.现在我们来编写bluebit上的第一个程序。通过声音的大小来改变LED灯的亮度,做成一个“音乐灯”的效果。首先我们要找出LED相应的指令模块或者直接使用python编写,因为要控制LED灯的亮度,可以使用设置模拟量来控制,既PWM输出,如下图所示。

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Step2.直接使用Python编写先要声明LED灯串口位置,pin0代表接入0号端口,使用write_analog()模拟输出指令控制LED灯亮度,如下图所示。

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Step3.模拟输出的取值范围为0到1023,而我们麦克风传感器的模拟输入的取值范围也在0到1023,刚好一一对应,所以只要直接写入麦克风传感器的值即可。

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Step4.现在我们需要将写好的程序烧录到bluebit上面,由bluebit运行程序。用usb数据线连接上我们的bluebit,打开我的电脑,会发现有一个名为MICROBIT的存储盘。回到m:python软件里面,选择菜单栏上的下载Hex按钮将后缀名为hex的文件下载到MICROBIT存储盘里面,如图1-9所示。

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文件放入时,我们会发现bluebit上的红光闪动,说明正在烧录程序。当红光稳定后,程序烧录成功,我们的声控灯程序就可以执行了。

训练场

尝试完成本节课的功能,并了解一下bluebit主板上其他串口的信息。

拓展挑战

使用旋钮电位器来控制bluebit上的LED灯的亮度。

拓展阅读

LED灯
      LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。

      半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。


LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。其特点有:

  1. 节能:白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4。
  2. 长寿:寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓"一劳永逸"。
  3. 可以工作在高速状态:节能灯如果频繁的启动或关断,灯丝就会发黑,很快的坏掉,所以更加安全。
  4. 固态封装,属于冷光源类型。所以它很好运输和安装,可以被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振动。
  5. 无频闪。纯直流工作,消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳。
  6. 绿色环保。不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染。
  7. 耐冲击,抗雷力强,无紫外线(UV)和红外线(IR)辐射。无灯丝及玻璃外壳,没有传统灯管碎裂问题,对人体无伤害、无辐射等等。
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