3.3.5 Earthquake Detection Alarm

3.3.5.1 Overzicht

Een aardbevingdetectie-alarm is een apparaat dat een hoorbaar en visueel alarm activeert door aardbevingsgolven of mechanische vibraties te detecteren. Het wordt voornamelijk gebruikt voor vroege waarschuwing van aardbevingsrisico’s.

In dit project zal het OLED-scherm de waarden die door de micro:bit-versnellingsmeter worden gedetecteerd in realtime tonen. Bij kantelen of lichte schudbewegingen zal de luidspreker een geluid geven en zal de 5×5 LED-matrix een waarschuwingspatroon weergeven om te waarschuwen en te herinneren.

Deze apparaten (specifiek verwijzend naar aardbevingswaarschuwingsontvangstterminals) worden veel toegepast in scholen, gezinnen, openbare plaatsen en gebieden voor monitoring van geologische rampen. Hun kernwaarde ligt in “strijd tegen de klok”.

3.3.5.2 Componentkennis

Microbit Versnellingsmeter

De LSM303AGR is een ultra-laag-vermogen hoogwaardige versnellingsmeter geïntegreerd op de micro:bit-printplaat, en wordt voornamelijk gebruikt voor driedimensionale (X-as, Y-as, Z-as) bewegingsdetectie. Het integreert een digitale lineaire versnellingsmeter en een magnetometer om nauwkeurige oriëntatiemeting te realiseren. De kernkenmerken van deze sensor omvatten:

Communicatie-interface: Het ondersteunt de I2C seriële businterface (compatibel met standaard, fast mode, fast mode plus en high-speed mode, met maximale snelheden tot 100kHz, 400kHz, 1MHz en 3.4MHz) en SPI seriële standaardinterface, wat de aansluiting op microcontrollers of andere randapparatuur vergemakkelijkt.

Resolutie: Het kan worden geconfigureerd als 8-bit, 10-bit of 12-bit output, afhankelijk van de werkmodus (bijvoorbeeld: 8-bit in laagvermogenmodus en 12-bit in hoge-resolutiemodus).

Bereikinstelling: Het acceleratiebereik kan worden geprogrammeerd als ±2g, ±4g, ±8g of ±16g, waarmee voldaan wordt aan de gevoeligheidseisen van verschillende toepassingsscenario’s.

De X-, Y- en Z-richtingen die overeenkomen met de versnellingsmeter zijn hieronder weergegeven:

3.3.5.3 Vereiste componenten

micro:bit V2 hoofdboard ×1	micro:bit shield ×1	OLED-display ×1
micro USB-kabel ×1	4-pins kabel ×1	batterijhouder ×1
AA-batterijen (zelf mee te nemen) ×6

3.3.5.4 Aansluitschema

⚠️ Let bij het aansluiten op de draadkleur.

OLED display	draadkleur	micro:bit shield pin	micro:bit board pin
GND	black	G	G
VCC	red	V2	V
SDA	blue	20	P20
SCL	green	19	P19

3.3.5.5 Programmaflow

3.3.5.6 Testcode

⚠️ Let op: de drempels 900 en 1200 in de if()-voorwaarde kunnen worden aangepast op basis van de praktijk.

Volledige code:

Korte uitleg:

① Initialiseer OLED-pixels, wis het OLED-scherm. Stel de initiële waarde van de variabele strength in op 0.

② Wijs de door de micro:bit gelezen versnelling toe aan strength.

③ Keuzevoorwaarde: if()…else…

Wanneer de gedetecteerde acceleratiewaarde kleiner is dan 900 of groter dan 1200, toont het OLED de string en de waarde, en toont de 5×5 LED-matrix , en klinkt de luidspreker als alarm. Anders tonen het OLED en de 5×5 LED-matrix niets en klinkt de luidspreker niet.

3.3.5.7 Testresultaat

Na het aansluiten en inschakelen via de micro USB-kabel, sluit externe voeding aan (6 AA-batterijen) om voldoende stroomvoorziening te garanderen.

Voor de Windows 10 App, klik gewoon op Download. Voor de browser, stuur het “.hex” bestand naar de micro:bit board.

Nadat de testcode naar de micro:bit board is geüpload: kantel of schud de micro:bit board lichtjes. Wanneer de gedetecteerde acceleratiewaarde kleiner is dan 900 of groter dan 1200, toont het OLED de string en de waarde, en toont de 5×5 LED-matrix , en klinkt de luidspreker als alarm. Anders tonen het OLED en de 5×5 LED-matrix niets en klinkt de luidspreker niet.

⚠️ Opmerking: De bouwstenen in het experiment zijn niet inbegrepen in deze kit.

(Tip: Als er geen resultaat wordt waargenomen, druk dan op de resetknop van de micro:bit board.)