01 認識microBlock

(2022/08/05)

前幾天利用硬體ESP32-CAM+Gyro擴展板及透過Thonny來寫MicroPython程式，後來從Mason得知Gyro擴展板官網的MicroPython程式都是從microBlock的積木程式轉出來的，也建議我來玩玩microBlock！今天採用NodeMCU-32S及【EZ Start Kit+擴展板】來測試，看【EZ Start Kit+擴展板】上的元件，能不能透過microBlock所寫的程式來控制。測試過程如下，供參

一、認識microBlock

利用積木方式來寫 ESP32 MicroPython 程式
microblock.app 官網：https://microblock.app/ (好像是泰國網站)
台灣推廣網站：
- ESP Gyro擴充板：https://sites.google.com/view/esp-gyro/mblock
- 客制化的 ESP32 中文版：https://reurl.cc/ZAyVEl (取自ESP Gyro擴充板官網)
- 為 windows 的離線版本，解壓後(儘可能放至根目錄下(C:或D:)，路徑不要太長)
- 打啟 microBlock IDE.exe 會出現如下的操作介面
使用前的準備工作
- 第一件事是【更新ESP32的韌體】

寫完程式後，接下來上傳程式
- 寫第一個程式是內建LED燈一亮一滅
- 程式寫入的速度非常快

這平台的另一個好處是可以把【積木程式】轉為【MicroPython程式碼】

由於Gyro擴展板支援NodeMCU-32Snhe ESP32-CAM，官網大都使用【Gyro擴展板】，所以我這邊就不採用【Gyro擴展板】來測試，而是採用【EZ Start Kit+擴展板】來測試，看【EZ Start Kit+擴展板】上的元件，能不能透過microBlock所寫的程式來控制。

二、認識EZ start Kit+擴展板

全新三合一擴展板，支援 micro:bit、Linkit 7697＆ ESP32
搭配了1.3吋的OLED液晶螢幕，具有更多元的顯示變化
讓學生不再浪費時間進行接線動作，更可減少因線路連接錯誤造成主板的損壞率
搭配10種以上不同的實驗項目，並提供micro:bit、Linkit 7697與 ESP32 的範例程式，上手學習更輕鬆
micro:bit、Linkit 7697& ESP32插槽：支援micro:bit、Linkit 7697及 ESP32三種主板，依照專案需求選擇主板，開發模式更多元。
樂高積木孔：可配合樂高專案應用。
按鍵A&B：直徑約6.5mm的黑色圓形小按鈕，兩顆按鈕能讓您輸入指令並控制擴展板。
DHT11溫溼度感測器：可以量測溫溼度。量測值：空氣中的溫度(0~50度)，與相對溼度(百分比)，量測完成的數值可顯示於1.3吋的OLED液晶螢幕。
單色LED：單色LED共有三個顏色，分別是紅色、黃色、綠色。有了這三顆燈除了可以練習如何用程式點亮LED，也能製作紅綠燈小專題。
光感測器：採用光敏電阻來檢測環境光的強弱，量測數值範圍是0~4095，數值越大表示光強度越強。
RGB LED：單色LED上方有相同數量的RGB LED燈，與普通的彩色LED不同之處為自帶驅動晶片。只需一條訊號線即可控制點亮不同顏色。
無源蜂鳴器：能使用程式來讓它發出聲響，也可利用它來播放自己編寫的音樂或是當作警報器使用。
紅外線接收：可以接收紅外線遙控器發出的訊息，執行此功能需搭配紅外線遙控器使用。
OLED顯示器：1.3吋的OLED螢幕，能顯示感測器所讀到的數值外，也能用於程式除錯。
繼電器：主要功能是可用小電流控制大電流元件，簡言而之是一個電子開關，當送電給它時，內部會接通，反之則斷開。
可變電阻：透過程式讀取可變電阻可得到0~4095的數值，調整數值的方法可透過旋轉可變電阻來改變，可用來製作需要調節控制的專案，例如：透過可變電阻調整LED亮度。

三、OLED顯示器的使用

OLED顯示器的規格為I2C腳位、解析度為128*64
顯示文字、數字、圖案

測試後發現：
- 座標起點為文字的左上角
- 【英文及數字】積木，每個字寛度8，且只顯示一行，超過的部份不會出現
- 【大型數字】積木每行可顯示6個數字或7個英文字(也可顯示英文字)，超過一行時會往下一行
- 【中文文字】積，無法顯示文字，不知是不是要先提供中文字型？
- 有畫【直線】及【方形】積木，但沒有畫【圓形】積木！建議增加【圓形】積木！
- 【顯示圖像】積木很方便，直接上傳一張圖片就可以用黑白的方式顯示

(後續)【亞柏老師的指導】
- 要使用中文積木要先安裝中文字型在esp32中
- 中文字型於下目錄內，可利用Thonny來存到ESP32內
  - microBlock.IDE\resources\app\extension\OLED-extension-6\modules
- 但字型會太佔空間
- 所以可改用小畫家來實現中文，再利用【顯示圖像】積木來使用

(20220816後續)【亞柏老師的指導】
- OLED新增中文字擷取EXE及QR產生器。
- 可依每次專案要顯示的中文字，自行擷取，不必帶著像以前要先上傳龐大字庫。
- 到microBlock.IDE.V2.2.0_Gyro_V1.5c\resources\app\extension\2e-OLED-extension-7\modules下

四、按鍵的功能

EZ Start Kit+有兩個按鍵
- - 按鍵A(IO11)：腳位為GPIO5
  - 按鍵B(IO15)：腳位為GPIO36
取得按鍵A(或B鍵)按下時的數位值
- - 利用OLED顯示其值

發現：
- 按鍵要利用【擴展板供電】才有作用
- 未按鍵的數位值為1
- 按下後的數位值為0

五、LED燈的功能

按A鍵點亮【紅燈】、按B鍵點亮【黃燈】、按A+B鍵點亮【綠燈】
- 紅色LED燈(IO4)：GPIO16
- 黃色LED燈(IO5)：GPIO12
- 綠色LED燈(IO6)：GPIO13
- LED燈需要【擴展板供電】才有作用

(後續)【亞柏老師的指導】
- 可直接使用【按鈕】積木
- 感謝亞柏老師還幫忙製作了【兩鍵同時放開】後的積木

六、各感測器的使用

顯示溫濕度、光亮度、可變電阻值
- 溫濕度感測器(IO7)：GPIO15
- 光感測器(IO1)：GPIO39
- 可變電阻(IO2)：GPIO34

發現：
- 不知是不是設備有問題？我的濕度值都是0！！
- 可變電阻的值 ( 0(順時針到底)~4095(順時針到底))
- 光亮度：全暗為0、我測的最大值約2800，照光也不會增加！

(後續)【亞柏老師的指導】
- 改用下圖的積木
- 讀取之間DELAY些比較好
- 用變數或許比較好
- 跟 DHT11品質有關，可換個試試
- 修改如下：
  - 但量測到濕度還是0，應該是用到不同的函式庫吧！

七、蜂鳴器的使用

蜂鳴器腳位(IO0)：GPIO14
播放全家便利商店歡迎音樂
- 簡譜：3 1 5(低音) 1 / 2 5~ 2 / 3 2 5(低音) 1

發現：
- 由於全家音樂，中間有一個音階是2拍，所以把整段分割成三小段
- 發現積木少了低8度的音階，所以利用修改microPython程式碼來解決，如下：

(後續)【亞柏老師的指導】
- 亞柏老師指導如何修改【常見曲目區】的音樂(修改 microBlock.IDE\resources\app\microBlock-IDE\boards\esp32-dev-board\js下的field_note.js)
- 然後【常見曲目區】就會看到【全家歡迎音樂】了