20211117路竹高中

主題：Web:Bit在智能屋的應用

教材講義：http://gg.gg/1117lu

講師：黃文玉老師 (shspswenyu@gmail.com)

高雄市新上國小電腦老師
高雄市SCRATCH推廣教師
教育部中小學教師運算思維增能研習種子教師
Facebook S4A社團管理員之一
致力Scratch、Arduino、micro:bit、Web:Bit、凱比機器人等程式教育及創客教育的推廣(分享一系列的文章)

今年高雄市SCRATCH競賽的硬體組就是玩Web:Bit...

一、認識智能屋

有智慧的房子
也就是安裝了很多【感測器】及【反應器】
感測器偵測到什麼訊號，就做出我們指定的動作(一直在做邏輯判斷)

輸入裝置：
- 又有分【數位輸入(DIGITAL IN)】(就像開關 ON/OFF)及【類比輸入(ANALOG IN)】
- 人可操控的：按鍵、搖桿、麥克風（聲音）、滑桿（可變電阻）、遙控器
- 環境控制的：聲音、光度、溫度、紅外線、各式偵測器
- 除了【按鍵】及一些【關關】為【數位輸入(DIGITAL IN)】，其他大都為【類比輸入(ANALOG IN】)，有些感應器是可以同時採用【數位輸入(DIGITAL IN)】或【類比輸入(ANALOG IN】)
- Web:Bit的類比輸入只有P1及P2的腳位可用！
輸出裝置：
- 又有分【數位輸出(DIGITAL OUT)】(ON/OFF)及【類比輸出(ANALOG OUT)】
- 將【數位輸出】模擬成【類比輸出】的腳位，又稱PWM腳位。
- 常見的輸出裝置有：
  - 數位輸出：LED燈及各式顯示器（LCD、OLED、8x8LED、7段顯示器、燈條）、蜂鳴器、繼電器.
  - 類比輸出：LED燈、馬達...

二、認識Web:Bit開發板及安裝教育版編輯器

認識Web:Bit開發板
- 模仿micro:bit而來
- 使用ESP32晶片，所以其強項在IoT
安裝教育版編輯器
- 進入網頁版 https://webbit.webduino.io/
- 點擊右上角的【更多】/【下載安裝】
- 執行安裝程式

先小試身手
- 剪刀石頭布遊戲

三、實作部份

環境控制
- 天黑請開燈
  - 量測目前的光亮度？
    - 發現：最大值為1000(最亮)，最小值為0(最暗)
  - 直接使用Web:Bit開發板上的光敏感應器及屏幕LED燈來實作【天黑請開燈】
    - 也可請綠色怪獸及紅色怪獸說出左上及右上的亮度值

- - 另外，也可以外接光敏電阻及LED燈來實作(光敏電阻只能接P1或P2；LED燈可接P13腳位)

- 天熱請開扇
  - 內建【溫度感測器】來量測溫度，量測溫度的作法，如上測光亮度的作法
  - 擴展板的使用，由於金手指腳位與micro:bit相容，所以micro:bit的擴展板也可使用。

- - 使用【繼電器】(接P10腳位)
    - 先利用按A鍵來啟動，按B鍵停止來測試
    - 認識繼電器：(注意啟動電壓，一般的繼電器為5V，這邊的3V3可能啟動不了！)
      - 以小摶大，https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BB%A7%E7%94%B5%E5%99%A8
      - 示範繼電器的使用

- - 天熱時(當環境溫度高於設定溫度時)請開扇(啟動繼電器)
    - 按A鍵，增加【設定溫度】1度
    - 按B鍵，減少【設定溫度】1度
    - 按A+B鍵時，顯示目前環境溫度

- 天乾請澆水、天雨請收衣 (不實作)
  - 外接的【土壤濕度偵測器】(可接P2)，其類比值介於0(最乾)~0.5(最濕)之間
  - (繼電器+沉水泵) 或 (馬達驅動模組+沉水泵)
- 空氣差請開空氣淨化器(或關窗)系統
  - 利用氣象資訊取得AQI值 (不用感應器)

安全防護系統
- 入侵警報
  - 利用【超音波測距感應器】做入侵偵測 (註：要使用支援3V的超音波測距感應器)
    - 利用【超音波測距感應器】來量測距離(Trig(P3)；Echo(P9))
    - 當距離小於設定距離時，發出警報

- - 利用【霍爾感應器】做入侵偵測
    - 利用【霍爾感應器】來偵測是否與磁鐵脫離 (接P6)
      - 結果：磁鐵接近時，其數位值為0，感應器亮燈；當分離時，其值為1，感應器燈滅
    - 當門窗被打開時(與磁鐵分離)，發出警報

- - - 火警警報
      - 利用【火焰感應器】做火焰偵測

與LINE的結合
- - 傳遞訊息：
    - 將各式警報透過LINE傳遞給用戶(主人家)
    - LINE教學 04 LINE的應用(要有LINE登入帳密，才能申請到Token(權杖))
    - tqVCLO9R54VMFlsHspBfhd8zzs1pNTueqnDj1Uw8OB7
    - 用LINE回報有人入侵(入侵警報1)

用LINE回報有人開窗(入侵警報2)

- 遠端控制
  - - 利用LINE來遠端控制
    - LINE教學 04 LINE的應用 (加入Webduino Robot為好友，並取得頻道名稱)
    - 簡易測試看看 (會一直偵測，不用放迴圈中)

輸入數字來顯示相關資訊或控制相關設備
- 1：顯示溫度
- 2：顯示左上亮度
- 3：顯示土壤濕度
- 4：顯示AQI值
- 5：顯示距離
- 6：播放音樂
- 7：點亮LED燈
- 8：關閉LED燈
- 9：啟動繼電器(開電扇)
- 0：關閉繼電器(關電扇)

利用紅外線遙控器進行近端遙控
- 利用紅外線遙控器來控制：紅外線接收器(P1)
- 先取得遙控器各按鍵的代碼

- 以下這支遙控器的各按鍵代碼如下：

1：00ffa25d

2：00ff629d

3：00ffe21d

4：00ff22dd

5：00ff02fd

6：00ffc23d

7：00ffe01f

8：00ffa857

9：00ff906f

0：00ff9867

*：00ff6897

#：00ffb04f

上：00ff18e7 3d9ae3f7

下：00ff4ab5 1bc0157b

左：00ff10ef 8c22657b

右：00ff5aa5 449e79f

OK：00ff38c7 488f3cbb

利用遙控器顯示資訊及控制元件

1：顯示溫度

2：顯示左上亮度

3：顯示土壤濕度

4：顯示AQI值

5：顯示距離

6：播放音樂

7：點亮LED燈

8：關閉LED燈

9：啟動繼電器(開電扇)

0：關閉繼電器(關電扇)

左：伺服馬達轉到0度

上：伺服馬達轉到90度

右：伺服馬達轉到180度

完整檔案：https://drive.google.com/file/d/1bIpm9C_qzx0fTSldDbVEnBGISww_hPX9/view?usp=sharing

網路廣播
- MQTT介紹：用B站解释MQTT协议
- 法蘭斯Webduino MQTT
  - https://fustyles.github.io/webduino/webduino_mqtt.html
- Webduino Remote 萬用遙控器

網址：http://www.oxxostudio.tw/webduino-remote/
教學網址：https://github.com/oxxostudio/webduino-remote
MQTTBOX
- wss://mqtt1.webduino.io/mqtt
- Username：webduino、Password：webduino

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