大 创(chuàng) 实 验(yàn) 室

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第一章(zhāng) 科(kē)创板入门

发表时间:2020-05-14 11:33作者(zhě):大创实验室来源:大创实(shí)验室(shì)网址(zhǐ):http://www.xuchang.songyuan.zj.huaibei.xinxiang.zz.pingliang.ww38.viennacitytours.com


第(dì)1章 科创(chuàng)入门




1、科创(chuàng)板简介;

2、认识(shí)AIfish开发软件。

1
科(kē)创板简(jiǎn)介——Science

科创(chuàng)板采(cǎi)用的是人工智能芯片ESP32,该芯片是专(zhuān)门为(wéi)人工智能(néng)教(jiāo)育而(ér)设计的。ESP32的(de)板载蓝(lán)牙模块以及WIFI无线模组,可以直(zhí)接和网(wǎng)络(luò)、手机(jī)进行通讯(xùn),并且能够支持可(kě)视化Aifish、C、micro-Python、MuPython等多种编程语言对其进(jìn)行功能开发。

科(kē)创板集OLED屏幕、按键、6种(zhǒng)板载传(chuán)感器于(yú)一体,可扩展多种arduino传感(gǎn)器,支持IIC、单(dān)总线、SPI等(děng)多(duō)种通信(xìn)方式,而(ér)且能够支持初级、中(zhōng)级(jí)人(rén)工智(zhì)能的学习。

科创(chuàng)板联网后(hòu)可以(yǐ)获取云平(píng)台(tái)数(shù)据,如日历(lì)、天气、音(yīn)乐等;连(lián)接手机可实现板机互动,能实现多种传感数据采集、智能控(kòng)制等功能。


            科(kē)创板板(bǎn)载资源


二、深(shēn)入科创板(bǎn)——Engineering and Technology

科创板是为中小学(xué)生量身打(dǎ)造(zào)的智能硬件,主芯片是ESP32,可以通过多种多样的(de)传感(gǎn)器来感知环(huán)境,通过控制按钮(niǔ)、LED灯、蜂(fēng)鸣(míng)器、OLED显示(shì)屏和其它装置来反馈外部环境因素,可以开发出倒车雷达、循迹小车、停车场计数器、投篮(lán)机、智能浇花器等许多有趣好玩的项目(mù)。

科创板的成员有很多,可(kě)以分为输(shū)入(rù)、控制(zhì)器、输出三(sān)部(bù)分,其分类如下图所示。


(1)输入部分(fèn)

输入部分包括按(àn)键和各种传感器,传感器(qì)可以根据(jù)能够检测温度、火焰(yàn)、声音等信息的不同,可以分为温(wēn)度传感器、火焰传(chuán)感器、声音(yīn)传感器等,就(jiù)像人体的眼睛、皮肤、手等器官,可以感受到某些特定的信息。

(2)控制器

控(kòng)制器是(shì)科创板的核(hé)心(xīn)部(bù)分,就像人体的大脑,我(wǒ)们可以通过编写程序赋(fù)予它(tā)思维能力(lì)。

(3)输出部分(fèn)

输出(chū)部(bù)分主要(yào)有(yǒu)显示模块、声音(yīn)模块和(hé)扩展接口三部分。显示模块主要可(kě)以通过多彩LED灯以及OLED显示(shì)屏进行显示,声音模块通过蜂鸣(míng)器(qì)发(fā)出声音(yīn),扩(kuò)展接口(kǒu)可以通过连接外部硬件完成相应的功(gōng)能。



科创板(bǎn)特点:

Ø基(jī)于(yú)人工智能(néng)芯片ESP32开发,传感器可以搭配多种功能;

Ø基于AIfish可视(shì)化编程软件,易于编程与理解,同步编程代(dài)码,便于(yú)中小(xiǎo)学生学习(xí)人(rén)工智能(néng);

Ø控制器与传感器(qì)集(jí)成在科(kē)创(chuàng)板上,便于(yú)讲解与管理;

Ø科创板的板(bǎn)载资源及大量扩展接口(kǒu),可以充分开放思维及各(gè)种元器件(jiàn)接入。


科创(chuàng)板资源(yuán)介绍

芯片(piàn)组

ESP32

双核32位MCU、主频(pín)高达230MHz

无线通讯(xùn)

WIFI&蓝牙

便于搭建物联网和智(zhì)能硬件应(yīng)用

OLED屏幕

1.3寸

分辨率(lǜ)高达:128*64,可以(yǐ)用于制作小游戏、数据监测(cè)等

存储设备

EEPROM 1颗

容(róng)量32K-Bytes(256K-Bits)

声(shēng)音(yīn)传感器

1个

采集声音信号、噪(zào)音检(jiǎn)测(cè)

蜂鸣器

1个(gè)

播(bō)放声音(yīn)、和弦音乐

心率(lǜ)/血氧传感器

1个(gè)

检测心率(lǜ)、血氧、制(zhì)作可穿(chuān)戴设备(bèi)

三轴加速传感器

1个

监测运动姿(zī)态,可制作姿态控制游戏、可穿(chuān)戴设备

光敏传感(gǎn)器(qì)

1个

监(jiān)测光线强度,可用于制(zhì)作智能灯

红外发射管

1个

可(kě)用于制作遥控器、障碍(ài)检测

红外接收管

1个

可(kě)用于小车遥(yáo)控(kòng)接收

无声按键

6颗

分(fèn)别是上下左右(yòu)、A/B按键,用于(yú)游(yóu)戏(xì)按键、遥控器按键等

led全彩灯

4颗

制作(zuò)呼吸灯等

电机驱动(dòng)芯片

1颗

制作智能小车等

ZH1.5扩展(zhǎn)口

8个

1个电池供(gòng)电接(jiē)口,P5,P6,P7可以做ADC接口;可以便捷扩展(zhǎn)多达60多种传感器


玩(wán)法多样(yàng)

科创板板载多种传感器,人体检测、三轴加速度、声音、光敏传感(gǎn)器等,自带红外接收/发射模块,可(kě)以拓展无线红外遥(yáo)控。科创板玩法便(biàn)携灵活,连接USB即可下载程序,背(bèi)面(miàn)有7个扩展(zhǎn)口,可扩展更(gèng)多传感(gǎn)器(qì)。


ESP32管脚配置说明

按板(bǎn)上传感器顺序说明

1
光敏传感器(qì):ADC接口   管脚36

2
心率/血(xuè)氧传(chuán)感器(qì):IIC接口   SDA 管脚5   SCL 管脚18

3
加(jiā)速度传感器: IIC接(jiē)口 SDA 管(guǎn)脚21   SCL 管脚22

4
声音传感(gǎn)器(qì):ADC接口   管脚39

5
贴片蜂鸣器:DAC接口(kǒu)   管脚25

6
红(hóng)外发射管(guǎn):DAC接口   管脚(jiǎo)26

7
红外接收管:ADC接口   管脚33

8
led全彩(cǎi)灯:4颗(kē)   红灯 管(guǎn)脚27   绿灯 管脚12   蓝灯(dēng) 管脚23

9
无声(shēng)按键:6颗 ADC接口,按下高电平(píng),松开低(dī)电平(píng),其中(zhōng)左(zuǒ)键为反(fǎn)逻(luó)辑(jí)

上S3

下S5

左s2

右S4

确认S6

返回(huí)S7

管脚(jiǎo)12

管脚23

管脚36

管脚2

管脚(jiǎo)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

管脚17

管脚(jiǎo)16

管(guǎn)脚2

管脚34

管脚35

管脚32

管脚27

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

12
EEPROM: IIC接口   SDA 管脚13   SCL 管脚14

按管脚(jiǎo)顺(shùn)序说明

ESP32管脚(jiǎo)号

板载资源(yuán)

ESP32管脚(jiǎo)号(hào)

板(bǎn)载(zǎi)资源

IO接口2

外接端口P4/按(àn)键右(yòu)

IO接口21

加速度传感器的SCL接口

IO接口4

OLED屏的SDA接口

IO接口23

蓝色LED灯/按键下

IO接口(kǒu)5

心率血氧传感器SDA接口

IO接口25

蜂鸣器

IO接(jiē)口12

绿色LED灯/按键上

IO接口(kǒu)26

红(hóng)外发射管DAC接口

IO接口13

EEPROM的SDA接口

IO接口27

外接端口P8/红色(sè)LED灯

IO接口14

EEPROM的(de)SCL接口

IO接(jiē)口32

外接端口P7的 ADC接(jiē)口

IO接口(kǒu)15

OLED屏的SCL接口

IO接口(kǒu)33

红外接(jiē)收管(guǎn)ADC接口

IO接口16

外接端口P3/按(àn)键确认

IO接口(kǒu)34

外接(jiē)端口P5 的ADC接口

IO接口17

外接端口P2

IO接(jiē)口(kǒu)35

外接(jiē)端口P6 的(de)ADC接口

IO接口18

心(xīn)率血氧传感器SCL接口

IO接口36

光敏传感器(qì)ADC接口/按键左

IO接口19

按键返回

IO接口39

声音传(chuán)感器ADC接口

注:要控制或识(shí)别传(chuán)感(gǎn)器,就(jiù)需知(zhī)道(dào)传感器对应的ESP32管脚号(hào),这一页可以单独打(dǎ)印出来(lái)方便查看。

三、科创板的好伙伴AIfish——Technology and Math

1、Aifish简介

AIfish是基于(yú)Mixly开发而来,是一种(zhǒng)Blockly图形化(huà)编程(chéng)引擎,下载好安装(zhuāng)包,解压(yā)后就可以直接运(yùn)行使用(yòng),无需复杂(zá)的安装,非常方便。

2、软件获(huò)取(qǔ)及驱动安(ān)装

云平(píng)台(tái)版网址:http://aifish.3000iot.com/0iot.com/,Google浏览器直接(jiē)打开即可(kě)。仅(jǐn)支持谷歌Google浏览器(若没有可(kě)点击此处载(zǎi),)第一次使用需要安装插件,照说明安装即(jí)可。


            云平台版操作界面(miàn)

单机(jī)版:软件(jiàn)下载(zǎi)地址:https://eyun.baidu.com/s/3nwq7mGD

百(bǎi)度网盘提(tí)取密码:zksp


百度网盘下载界(jiè)面

计算机(jī)与(yǔ)科创板通过USB线连接,但是必须安装驱(qū)动才能和(hé)科创板实现通信(xìn),且(qiě)Aifish软件暂只支持(chí)64位Win版本。

将串口驱(qū)动压缩包解压缩后,打开串口驱动文件夹:


选择(zé)上(shàng)图(tú)中标注所示 为64位系统驱动程序,直接双击安装。双击(jī) 会打(dǎ)开“设备驱(qū)动程序安(ān)装向(xiàng)导”,依次(cì)根(gēn)据提示(shì)单击下一(yī)步,直到安装完成。


当出现上(shàng)述(shù)界面,并且显示(shì) “可以(yǐ)使用了”,说明驱动(dòng)安(ān)装成功,这样计算机中的程序才能(néng)下(xià)载到主(zhǔ)控板,从而使科(kē)创板(bǎn)按照程序要求工作。

软件和串口(kǒu)驱动(dòng)安装后,通过USB连接科(kē)创(chuàng)板,软(ruǎn)件右下角提示选择科创板串口号,表示(shì)软件和串口驱动都ok了。


处理器选(xuǎn)择:MicroPython【ESP32_Generic】,点击 “上传”就可以(yǐ)给科创板(bǎn)传输程(chéng)序了。


串(chuàn)口的选择

一般来说,当科创班连接(jiē)电(diàn)脑后,端口会自(zì)动识别。如果端口没有识别的(de)话,可以右键单击计算机(或我的电脑)选择“管理”,在弹出的“计算机(jī)管理”窗口中选择“设备管理器”,展开“端口(COM和LPT)”,找到带(dài)有“Silicon   Labs Cp210x Usb to UART Bridge”的串口号,不(bú)同的计(jì)算机(jī)对(duì)应不同的串口(kǒu)号,本书为COM30。


单击“上传(chuán)”按钮后,会将“代码(mǎ)块”翻译成计算机(jī)可以“读”懂的语言。

PS:科创板下载程(chéng)序(xù)时,电源开关必须处于“开”状态。

AIfish具有代码编写、程(chéng)序编译、程序上传(chuán)、代码保存(cún)、界面缩放、模块(kuài)导入(rù)导(dǎo)出、模(mó)块管理、串口监(jiān)视等功(gōng)能,具有(yǒu)编程界面简(jiǎn)洁明(míng)快、预置(zhì)模块丰(fēng)富的(de)特点。下图(tú)是Aifish软件的编程界(jiè)面的(de)各(gè)个功能区(qū)。


                AIfish开发软件主界面

四、延伸与扩展——Arts

多种多样智(zhì)能控(kòng)制系统,充斥在我们(men)生(shēng)活的各(gè)个角落(luò),其中自动门,之所以(yǐ)能够感(gǎn)应到有人经过,是因(yīn)为用到了红外传感器;声控灯之(zhī)所以能够声控点亮,是(shì)因为用到了(le)声音传感器。观察身边的智能系统,搜索一(yī)下它(tā)们用到了(le)哪些传感(gǎn)器(qì),以及可以检测到什么信息?



将你学习到的传(chuán)感器记录下来 。



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