50 智能屋

(2019/04/18)

因應下週全國貓咪盃的擺攤，原本只設計利用NodeMCU來設計智能屋，但好像單薄了一點，因此再利用micro:bit依樣畫葫蘆來設計一間智能屋！

一、本系統的功能及相關接腳說明

• • 環境系統

  • (1)天黑請開燈的系統：光敏電阻(P1)、LED燈(P8)

  • (2)天熱請開電扇系統：溫度感應器(主板內建的)、繼電器(P12)、電扇

  • 安全防護系統

    • (3)入侵警報1：超音波測距感應器HC-SR04：Trig(P13)；Echo(P14)；

  • (4)入侵警報2：霍爾感應器 (P2)

  • (5)火災探測警報：火焰感應器 (P3)

  • 各式控制

    • (6)利用聲音控制LED燈：麥克風(P4)

    • (7)利用按鍵控制燈或繼電器：按鍵(主板內建的)

    • (8)遠端控制：利用另一塊micro:bit主板來當遙控器 (中控系統)

      • 用A鍵選號碼，按B鍵發射號碼出去、按A+B鍵顯示號碼

        • 編號1：主板顯示溫度，按主板A、B鍵可設定啟動繼電器的溫度，現場溫度大於等於這溫度時，會啟動繼電器

        • 編號2：主板顯示亮度

        • 編號3：主板顯示距離

        • 編號4：主板顯示火焰感應器的值

        • 編號5：主板顯示麥克風的值，按主板A、B鍵可設定啟動麥克風的音量，現場音量大於等於這音量時，會啟動相關設備

        • 編號6：主板播放一首音樂

        • 編號7：按主板A鍵點亮LED燈、按主板B鍵關閉LED燈

        • 編號8：按主板A鍵打開繼電器、按主板B鍵關閉繼電器

        • 編號9：按主板A鍵點亮燈條、按主板B鍵關閉LED燈條

  • 顯示系統

    • (9)顯示各項資訊：顯示器，主板內建的5x5LED屏幕

  • 音樂系統

    • (10)發出警報聲或音樂聲：蜂鳴器(P0)

二、所用元件或感應器說明

• 類比輸入元件(只能用P0、P1、P2、P3、P4、P10六個腳位)

  • 光敏電阻(P1)

  • 霍爾感應器(P2)

  • 火焰感應器(P3)

  • 麥克風(P4)

• 類比輸出元件(PWM腳位)

  • 蜂鳴器(P0)

  • 伺服馬達(P6、P7、P9)，原本要使用，但因其會影響整體的電量穩定，最終沒有使用伺服馬達

• 數位輸出元件

  • LED燈(P8)

  • 繼電器(P12)

  • WS2812B燈條(P16)

• 數位輸入元件

  • 按鍵(主板內建的)

  • 超音波測距感應器(Trig:P13、Echo:P14)

三、環境接線說明

• 利用可提供3.3V及5V的設備來供電

  • micro:bit接3.3V的電

  • 其他感應器接5V的電

四、每個項目各別測試

• (0)測試類比輸入元件

  • 以下測試採用如下程式，只要把腳位名稱更改即可

• • 測試【光敏電阻(P1)】的類比值

    • 未遮光：400多(5V)、400多(3.3V)

    • 遮光：1023(5V)、1000左右(3.3V)

    • 結論：用>800代表遮光

  • 測試【霍爾感應器(P2)】的類比值

    • 磁鐵未靠近：1023(5V)、570左右(3.3V)

    • 磁鐵靠近：33(5V)、25~35(3.3V)與距離有關

    • 結論：用<100代表磁鐵靠近

  • 測試【火焰感應器(P3)】的類比值

    • 火焰未靠近：大於500

    • 火焰靠近：小於500

    • 結論：用<500代表火焰靠近

  • 測試【麥克風P4)】的類比值

    • 無聲響：小於500

    • 拍掌時：大於500

    • 結論：用>500代表拍掌

• (1)天黑請開燈的系統：光敏電阻(P1)、LED燈(P8)

  • 接線圖

• • 程式

• (2)天熱請開電扇系統：溫度感應器(主板內建的)、繼電器(P12)、電扇

  • 接線圖 (電扇接NO(常開)及COM(共用點))

• • 程式

• (3)入侵警報1：超音波測距感應器HC-SR04：Trig(P13)；Echo(P14)；

  • 接線圖

• • 程式 (要擴展sonar積木)

• (4)入侵警報2：霍爾感應器 (P2)

  • 接線圖

• • 程式 (要擴展Neopixel積木)

• (5)火災探測警報：火焰感應器 (P3)

  • 接線圖

• (6)利用聲音點亮燈條：麥克風(P4)

• (7)遠端控制：利用另一塊micro:bit主板來當遙控器

五、完整的專題測試

• 完整設備圖

• • 程式部份

  • 找另一塊micro:bit板子當遙控器

• • • 遙控器控制的項目如下：

      • • 用A鍵選號碼，按B鍵發射號碼出去、按A+B鍵顯示號碼

          • 編號1：主板顯示溫度，按主板A、B鍵可設定啟動繼電器的溫度，現場溫度大於等於這溫度時，會啟動繼電器

          • 編號2：主板顯示亮度

          • 編號3：主板顯示距離

          • 編號4：主板顯示火焰感應器的值

          • 編號5：主板顯示麥克風的值，按主板A、B鍵可設定啟動麥克風的音量，現場音量大於等於這音量時，會啟動相關設備

          • 編號6：主板播放一首音樂

          • 編號7：按主板A鍵點亮LED燈、按主板B鍵關閉LED燈

          • 編號8：按主板A鍵打開繼電器、按主板B鍵關閉繼電器

          • 編號9：按主板A鍵點亮燈條、按主板B鍵關閉LED燈條

• • 智能屋控制主板的程式：完整程式如附件