大 创 实 验 室(shì)

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第一章(zhāng) 科创(chuàng)板入门

发表时间(jiān):2020-05-14 11:33作者(zhě):大创实(shí)验(yàn)室来源:大创实验室(shì)网址:http://www.hnfhclfz.bijie.shanxi.linyi.jiaxing.zz.pingliang.ww38.viennacitytours.com


第(dì)1章(zhāng) 科创入门




1、科(kē)创(chuàng)板简介;

2、认识AIfish开发软件。

1
科创板简介——Science

科创板采(cǎi)用的是人工智能芯片ESP32,该(gāi)芯片是专门为人工智能教育(yù)而设计的。ESP32的板载蓝牙(yá)模(mó)块以及WIFI无线模组(zǔ),可以直接和网络、手机进行通讯,并(bìng)且能够支(zhī)持可视化Aifish、C、micro-Python、MuPython等多种编程(chéng)语言对其进(jìn)行功能开发。

科创(chuàng)板(bǎn)集OLED屏(píng)幕、按键、6种板载传感器于一体,可扩(kuò)展多种arduino传感器,支持IIC、单总线、SPI等多种通(tōng)信方式,而且(qiě)能够支持(chí)初级、中级人(rén)工智(zhì)能的学习。

科(kē)创板联网后可以获取云平台数据,如日(rì)历、天气(qì)、音乐等;连接手机可实现板机互动,能实现多种传感数据采集、智能控制等功能。


            科创板(bǎn)板载资源


二、深入科创板——Engineering and Technology

科创板是为中小学生量身打(dǎ)造(zào)的智能(néng)硬件,主芯(xīn)片是(shì)ESP32,可(kě)以(yǐ)通(tōng)过多种(zhǒng)多样的传感器来感知环境,通过控制按钮、LED灯、蜂鸣器、OLED显示屏和其它装置(zhì)来反馈(kuì)外部环境因素,可以开发(fā)出倒车雷达、循迹小(xiǎo)车、停车场计(jì)数器、投篮机、智能浇花器(qì)等许(xǔ)多(duō)有趣好玩的项目。

科创板的(de)成员有(yǒu)很多,可(kě)以分(fèn)为输(shū)入、控制器、输出三部分,其(qí)分(fèn)类(lèi)如下图所示。


(1)输入部分(fèn)

输(shū)入部分包括按(àn)键和各种传感(gǎn)器,传感器可以(yǐ)根据能够检测温度、火焰、声音(yīn)等信(xìn)息的(de)不同(tóng),可以分(fèn)为温(wēn)度传感器、火焰传感器(qì)、声音(yīn)传(chuán)感器等(děng),就像人体的眼睛、皮肤、手等器官,可以感受到某(mǒu)些(xiē)特定的信息。

(2)控(kòng)制器

控制器是(shì)科(kē)创板的核心部分,就像人体的(de)大脑(nǎo),我们可以(yǐ)通过(guò)编写程序赋予它思维能力。

(3)输(shū)出部分

输出部分主要有显示模块、声音(yīn)模块和扩展接(jiē)口三部分。显示(shì)模(mó)块主要可(kě)以通过多彩LED灯以及OLED显示屏进行显(xiǎn)示,声音模(mó)块通过蜂鸣器发出声音,扩(kuò)展接(jiē)口可以通过连接(jiē)外部硬件完成相应的功能。



科创(chuàng)板特点(diǎn):

Ø基于人(rén)工(gōng)智(zhì)能芯(xīn)片(piàn)ESP32开发,传感器可以搭配多种功能;

Ø基于AIfish可视化编程(chéng)软(ruǎn)件,易于编程与理解,同步编程代码,便(biàn)于中小学生学习人工智能;

Ø控(kòng)制器与传感(gǎn)器(qì)集成在科创板上,便于讲解与管理;

Ø科创(chuàng)板的板载资源及大量扩(kuò)展接口,可(kě)以充分开放思(sī)维及各种元器件(jiàn)接入。


科创板资(zī)源介绍

芯片组

ESP32

双核32位MCU、主(zhǔ)频(pín)高(gāo)达230MHz

无线通讯

WIFI&蓝牙

便于搭建物(wù)联(lián)网和(hé)智能硬件应用

OLED屏幕(mù)

1.3寸

分(fèn)辨(biàn)率高达:128*64,可以用于制作(zuò)小游戏、数据监测等(děng)

存储设备(bèi)

EEPROM 1颗

容量32K-Bytes(256K-Bits)

声音传感(gǎn)器

1个

采集(jí)声音信(xìn)号、噪音检测

蜂鸣器

1个(gè)

播放声音、和(hé)弦音乐

心率/血氧传感器

1个

检测心率、血氧、制作可穿戴设备

三轴加(jiā)速传感器(qì)

1个

监测运(yùn)动姿态,可制作(zuò)姿态控制游(yóu)戏(xì)、可穿戴设备

光敏传(chuán)感器

1个

监测(cè)光线强度,可用于制(zhì)作(zuò)智(zhì)能灯(dēng)

红外(wài)发射管

1个

可用于(yú)制作遥控(kòng)器、障碍(ài)检测

红(hóng)外接收管

1个

可用于小车遥控接收

无声按键

6颗

分(fèn)别(bié)是上下左右、A/B按键,用(yòng)于游戏按键、遥控器按键(jiàn)等(děng)

led全彩灯

4颗

制作(zuò)呼吸灯等

电机驱(qū)动芯片

1颗

制作智能小车(chē)等

ZH1.5扩展口

8个

1个电池供电接口,P5,P6,P7可以做ADC接口;可以便捷扩展多达(dá)60多种传感器(qì)


玩法(fǎ)多样(yàng)

科创板板(bǎn)载多种传感器,人体检测、三轴加速度、声(shēng)音、光(guāng)敏传感(gǎn)器等,自带红外接收/发射模块,可以拓展无(wú)线红外遥控。科创板玩(wán)法便携灵活,连接(jiē)USB即可下载程序,背面(miàn)有7个扩展口,可(kě)扩展更多传感器。


ESP32管脚配置说明(míng)

按板上传感器顺序(xù)说(shuō)明

1
光(guāng)敏传感(gǎn)器:ADC接口   管脚(jiǎo)36

2
心率(lǜ)/血氧传感(gǎn)器:IIC接(jiē)口   SDA 管脚5   SCL 管脚(jiǎo)18

3
加速度传(chuán)感器: IIC接口 SDA 管脚(jiǎo)21   SCL 管脚22

4
声音传感器:ADC接口(kǒu)   管(guǎn)脚39

5
贴(tiē)片蜂(fēng)鸣器:DAC接口   管脚25

6
红外发射(shè)管:DAC接口(kǒu)   管脚26

7
红(hóng)外接收管:ADC接口   管脚33

8
led全彩灯(dēng):4颗   红灯 管脚27   绿灯 管脚12   蓝灯 管脚23

9
无声(shēng)按(àn)键:6颗 ADC接口,按下高电平,松(sōng)开低电平,其(qí)中左键(jiàn)为反逻(luó)辑

上S3

下S5

左s2

右S4

确认S6

返(fǎn)回S7

管脚(jiǎo)12

管(guǎn)脚23

管脚36

管脚2

管(guǎn)脚16

管脚19

10
外接ZH1.50 端口:

P1普通

P2普通

P3普通

P4普通

P5(ADC)

P6(ADC)

P7(ADC)

P8普通

电(diàn)源

管(guǎn)脚17

管脚(jiǎo)16

管脚2

管脚34

管(guǎn)脚(jiǎo)35

管脚32

管脚27

11
OLED屏幕:IIC接口   SDA 管脚4   SCL 管脚(jiǎo)15

12
EEPROM: IIC接口   SDA 管脚13   SCL 管脚14

按管脚顺(shùn)序说明

ESP32管脚号

板载资源(yuán)

ESP32管脚号

板载资源

IO接口2

外接端口P4/按键右

IO接口21

加(jiā)速(sù)度传感器的SCL接口

IO接口4

OLED屏的SDA接口(kǒu)

IO接口23

蓝色(sè)LED灯/按键下(xià)

IO接口5

心(xīn)率血氧传(chuán)感器SDA接口

IO接(jiē)口25

蜂鸣器

IO接口12

绿色LED灯/按键上

IO接口26

红外发射管DAC接口

IO接口13

EEPROM的SDA接口

IO接(jiē)口(kǒu)27

外(wài)接(jiē)端口P8/红色(sè)LED灯

IO接口14

EEPROM的SCL接口

IO接(jiē)口32

外接端口P7的 ADC接口(kǒu)

IO接口(kǒu)15

OLED屏的SCL接口(kǒu)

IO接口(kǒu)33

红外接收(shōu)管ADC接口

IO接口16

外接(jiē)端口P3/按键确认(rèn)

IO接口34

外接端(duān)口(kǒu)P5 的ADC接口(kǒu)

IO接口17

外接端口P2

IO接口35

外接端口P6 的ADC接口

IO接口18

心率血氧传感器SCL接口

IO接口36

光(guāng)敏传感器ADC接口/按键左(zuǒ)

IO接口19

按键返(fǎn)回

IO接口39

声音传感器ADC接口

注:要控制(zhì)或识别传感器(qì),就需知(zhī)道传感器(qì)对应的ESP32管脚(jiǎo)号,这一页可以单(dān)独打印出来(lái)方便查看(kàn)。

三、科创板的好伙伴AIfish——Technology and Math

1、Aifish简介(jiè)

AIfish是基于Mixly开发而来(lái),是(shì)一种Blockly图形化编程引擎,下(xià)载好安装包,解压(yā)后就可以直接运行使用(yòng),无需复杂(zá)的安装,非常方便(biàn)。

2、软(ruǎn)件获取及驱动安装

云平台版(bǎn)网址:http://aifish.3000iot.com/0iot.com/,Google浏览器直接打(dǎ)开即(jí)可。仅(jǐn)支(zhī)持谷歌Google浏览(lǎn)器(qì)(若(ruò)没有可点(diǎn)击此处(chù),)第一(yī)次使用需要安装插件,照说明安装即(jí)可。


            云平台版操作界(jiè)面

单机版:软件下载地址:https://eyun.baidu.com/s/3nwq7mGD

百(bǎi)度(dù)网盘提取密码:zksp


百度网盘(pán)下载界面

计算机(jī)与科创板通过USB线(xiàn)连接,但是必须安(ān)装驱动才能和(hé)科创(chuàng)板实(shí)现通(tōng)信,且Aifish软(ruǎn)件(jiàn)暂只支持64位Win版本。

将串(chuàn)口(kǒu)驱动压缩包解压缩(suō)后,打开串口驱(qū)动文件夹:


选择上图(tú)中标注所示 为64位系统(tǒng)驱动(dòng)程(chéng)序,直接双击安装。双击 会打开(kāi)“设(shè)备(bèi)驱动程序安装(zhuāng)向(xiàng)导”,依次根据提示单(dān)击下一步,直(zhí)到安装完成。


当出现上述(shù)界面(miàn),并且(qiě)显示 “可(kě)以使用了”,说明驱动安装成(chéng)功,这样(yàng)计算机中(zhōng)的(de)程序才能下载到主控板(bǎn),从而使科创板(bǎn)按(àn)照程序(xù)要求工作。

软件和串口驱动(dòng)安(ān)装后,通过USB连接科创板,软件右下(xià)角提示选择科创板串口号,表示软件和串口驱动都ok了。


处理器选择:MicroPython【ESP32_Generic】,点击 “上传”就可(kě)以给科创(chuàng)板传输程(chéng)序了。


串口的(de)选(xuǎn)择

一般来说(shuō),当(dāng)科创班连接电(diàn)脑后,端口会自动识别。如果(guǒ)端口没有识别(bié)的话,可(kě)以右键单击计算(suàn)机(或我(wǒ)的电脑)选择(zé)“管理”,在弹出的“计算机管理”窗口中选择“设备管(guǎn)理器”,展开“端口(kǒu)(COM和LPT)”,找到带有“Silicon   Labs Cp210x Usb to UART Bridge”的串口号,不同的计算机(jī)对应不同的(de)串口号,本书为(wéi)COM30。


单(dān)击“上(shàng)传(chuán)”按钮(niǔ)后,会将“代码块”翻译成(chéng)计(jì)算机可以“读”懂的语言。

PS:科创板下载程序时,电源(yuán)开关必须处(chù)于“开”状态(tài)。

AIfish具有代码编写、程序编译(yì)、程序(xù)上传、代(dài)码保存、界面缩放、模(mó)块(kuài)导入导出、模块管理、串口监(jiān)视等功能,具有编程界面简洁明快、预置模块丰富(fù)的特点。下图是Aifish软件的编程界(jiè)面的各个功能区。


                AIfish开(kāi)发软件主界(jiè)面

四、延伸与扩展(zhǎn)——Arts

多种多样智能控制系统,充斥在我们生(shēng)活的(de)各个角落,其中自动门,之所以能够感应到有人经过(guò),是因为用到了红外传感器(qì);声控灯之所以能够声控(kòng)点亮,是因为用到了声音传感器。观(guān)察身边的智能系统(tǒng),搜索一下它们用到了哪些传感器(qì),以及可以检测到什么(me)信息?



将你学(xué)习到的传感器(qì)记录下来 。



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