3.3.9 Micro:bit Multi-Sensor OLED-Überwachungsplattform

3.3.9.1 Überblick

In diesem Projekt verwenden wir das micro:bit-Board als zentrale Verarbeitungseinheit, um die Werte seiner eingebauten Sensoren (einschließlich Lichtsensor, Temperatursensor, Mikrofon) sowie externer Sensoren (wie PM2.5-Staubsensor, Dampfsensor und Solar-Ultraviolett-Sensor) auszulesen. Diese Werte werden dann in Echtzeit über die I2C-Schnittstelle auf dem OLED angezeigt.

Gleichzeitig kann die Drehung des Lüfters am 130-Motormodul durch Drücken der Taste A auf dem Micro:bit gesteuert werden, und das Zerstäuben von Wassernebel aus dem Atomisierungsmodul kann durch Drücken der Taste B auf dem Micro:bit gesteuert werden.

3.3.9.2 Benötigte Komponenten

micro:bit V2 board ×1	micro:bit shield ×1	OLED display ×1
PM2.5-Staubsensor ×1	motor ×1	Dampfsensor ×1
Ultraviolett-Sensor ×1	Batteriefach ×1	AA-Batterie(selbst bereitgestellt) ×6
Micro-USB-Kabel ×1	4-poliges Kabel ×3	3-poliges Kabel ×3
Zerstäubungsmodul ×1	Lüfter ×1

3.3.9.3 Anschlussdiagramm

⚠️ Achten Sie beim Verdrahten bitte auf die Kabelfarben.

Ultraviolett-Sensor	Kabelfarbe	Pin auf micro:bit Shield	Pin auf dem micro:bit-Board
G	black	G	G
V	red	V2	V
S	yellow	0	P0

Dampfsensor	Kabelfarbe	Pin auf micro:bit Shield	Pin auf dem micro:bit-Board
G	black	G	G
V	red	V1	V
S	yellow	1	P1

PM2.5-Staubsensor	Kabelfarbe	Pin auf micro:bit Shield	Pin auf dem micro:bit-Board
GND	black	G	G
VCC	red	V2	V
LED	blue	9	P9
OUT	green	2	P2

Zerstäubungsmodul	Kabelfarbe	Pin auf micro:bit Shield	Pin auf dem micro:bit-Board
G	black	G	G
V	red	V2	V
S	yellow	16	P16

Motor	Kabelfarbe	Pin auf micro:bit Shield	Pin auf dem micro:bit-Board
G	black	G	G
V	red	V2	V
IN+	blue	13	P13
IN-	green	15	P15

OLED display	Kabelfarbe	Pin auf micro:bit Shield	Pin auf dem micro:bit-Board
GND	black	G	G
VCC	red	V2	V
SDA	blue	20	P20
SCL	green	19	P19

3.3.9.4 Programmablauf

3.3.9.5 Testcode

Vollständiger Code:

Kurze Erklärung:

① Initialisiert die OLED-Pixel und löscht das OLED. Die 5×5-LED-Matrix zeigt . Definiert die Anfangswerte der Variablen Total_Sound, Sample_Num, Threshold_Value, Final_Volume, UV, Rain, Temperature, Light、Sound und pm2.5_dust auf 0.

② Die Intensität des Schalls nach der Filterung.

③ Liest die Werte der Lichtintensität, Lautstärke, Temperatur, Ultraviolett, Niederschlagsmenge und PM2.5-Staubkonzentration.

④ Entscheidungsanweisung: if()…else…

Drücken Sie die Taste A auf dem micro:bit-Board, und der Motor treibt den Lüfter an. Andernfalls dreht sich der Lüfter nicht.

⑤ Entscheidungsanweisung: if()…else…

Drücken Sie die Taste B auf dem micro:bit-Board, und das Zerstäubungsmodul sprüht Wassernebel. Andernfalls arbeitet es nicht.

⑥ Zeigt die Werte für Ultraviolett, Temperatur, Niederschlagsmenge, Lichtintensität, Lautstärke und PM2.5-Staubkonzentration auf dem OLED an.

3.3.9.6 Testergebnis

Nach dem Verdrahten und Einschalten über das Micro-USB-Kabel schließen Sie die externe Stromversorgung (6 AA-Batterien) an, um eine ausreichende Stromversorgung sicherzustellen.

Für die Windows 10 App einfach auf Download klicken. Bei Verwendung des Browsers senden Sie die “.hex”-Datei an das micro:bit-Board.

Nachdem der Testcode auf das micro:bit-Board hochgeladen wurde, liest es die Werte seiner eingebauten Sensoren (einschließlich Lichtsensor, Temperatursensor, Mikrofon) sowie externer Sensoren (wie PM2.5-Staubsensor, Dampfsensor und Solar-Ultraviolett-Sensor) und kann dann Lichtintensität, Temperatur, Geräuschintensität, Niederschlagsintensität, UV-Intensität der Sonne und PM2.5-Staubkonzentration in Echtzeit und anschaulich über das OLED-Display mit I2C-Schnittstelle anzeigen.

Blasen Sie Luft (oder erzeugen Sie ein sehr lautes Geräusch) in das Mikrofon auf dem Micro:bit-Board (⚠️ Besonderer Hinweis: Luftanblasen hat eine deutlichere Wirkung), und das OLED-Display zeigt die Intensität des Lufthauchs (oder Geräusches) an.

Wenn Taste A auf dem micro:bit-Board gedrückt wird, dreht sich der Lüfter auf dem Motormodul. Wenn Taste B auf dem Board gedrückt wird, sprüht das Zerstäubungsmodul Wassernebel.

⚠️ Besonderer Hinweis: Manchmal kann die Versorgungsspannung der externen Stromquelle unzureichend sein. In solchen Fällen kann es nötig sein, die Taste am micro:bit-Board zweimal zu drücken, bevor der Lüfter zu drehen beginnt oder das Zerstäubungsmodul zu sprühen beginnt.

⚠️ Wichtiger Hinweis: Wenn die auf dem OLED-Bildschirm angezeigten Daten zeitweise einfrieren, liegt das daran, dass mehrere Sensormodule gleichzeitig arbeiten und die Spannung und Stromstärke nicht ausreichen. Bitte drücken Sie den Reset-Knopf auf der Rückseite der Micro:bit-Hauptplatine.

⚠️ Hinweis: Die Bausteine im Experiment sind in diesem Kit nicht enthalten.

(Tipp: Falls kein Ergebnis angezeigt wird, drücken Sie bitte die Reset-Taste des micro:bit-Boards.)