大 创 实(shí) 验 室

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第一(yī)章 科创板入门(mén)

发(fā)表时(shí)间:2020-05-14 11:33作者:大创实验(yàn)室来源:大(dà)创实验室网(wǎng)址:http://www.shangrao.liaocheng.jixi.ww38.viennacitytours.com


第1章 科创入门




1、科创板简介;

2、认识AIfish开发软(ruǎn)件。

1
科创板简介——Science

科创板采用的(de)是人工智(zhì)能芯片ESP32,该芯片(piàn)是专门为人工智能教育而设计的。ESP32的板载蓝牙(yá)模块以及WIFI无线模组,可以直接和网(wǎng)络、手机(jī)进行通(tōng)讯(xùn),并且(qiě)能够支持可视化(huà)Aifish、C、micro-Python、MuPython等多种编程语言(yán)对(duì)其进行功能(néng)开发。

科创板集OLED屏幕、按键、6种板载传(chuán)感器于一体,可(kě)扩展多(duō)种arduino传感器(qì),支(zhī)持IIC、单总线、SPI等多种通信(xìn)方式,而且能够支持初级(jí)、中级人工智能的(de)学习。

科创板联(lián)网后可以获取云(yún)平(píng)台数据,如(rú)日历、天气(qì)、音乐等;连接手机可实现板机互(hù)动,能实现多种传感数据采集、智能控制等功能(néng)。


            科创板板载(zǎi)资源


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

科创板是为中小学生量(liàng)身打造(zào)的智能硬件,主芯片是(shì)ESP32,可以通(tōng)过(guò)多种多(duō)样的传感器来感知(zhī)环(huán)境,通过控制按(àn)钮、LED灯(dēng)、蜂鸣器、OLED显示屏和其它装置来反馈外部环境因素,可以开发出倒车雷(léi)达、循迹小车、停车场计(jì)数器、投篮机、智能浇花器等(děng)许多有趣好玩的项目。

科创板的成员有(yǒu)很多,可以分为输入、控制器、输出三部分,其(qí)分类如下图所示。


(1)输入部(bù)分

输入部分包括按键和(hé)各种传感器,传(chuán)感器可以根据能够检测(cè)温度、火焰、声(shēng)音等信息的(de)不(bú)同,可以分为温度传感(gǎn)器、火焰传(chuán)感器、声(shēng)音传感器等,就像人体(tǐ)的眼睛、皮肤、手等器官(guān),可以感受到某些特定(dìng)的信息(xī)。

(2)控制器(qì)

控制(zhì)器是科创板的核心部分,就像人体的大脑,我们(men)可以(yǐ)通过编写(xiě)程(chéng)序赋予它(tā)思维(wéi)能(néng)力。

(3)输出部分

输(shū)出部分(fèn)主要有显示模(mó)块(kuài)、声音模块和扩展接口三部分。显示模(mó)块主要可以通过多彩LED灯以及OLED显(xiǎn)示屏进(jìn)行显示,声音模块(kuài)通过蜂(fēng)鸣器发出声音,扩展(zhǎn)接口可以通过连接外部硬(yìng)件完成相应的功能(néng)。



科创板(bǎn)特点:

Ø基于人工智能芯片ESP32开发,传感器可以搭配多种功能;

Ø基于AIfish可视化编程软件(jiàn),易于编程与理解,同步编程代(dài)码,便于中小(xiǎo)学生学(xué)习人(rén)工智(zhì)能;

Ø控制(zhì)器与传感器(qì)集成在科创板上,便(biàn)于讲解(jiě)与管(guǎn)理;

Ø科创板的(de)板载(zǎi)资(zī)源及(jí)大(dà)量扩展接口,可以充分开放思维及各种(zhǒng)元器件(jiàn)接(jiē)入。


科创(chuàng)板资(zī)源介绍

芯片(piàn)组

ESP32

双核32位MCU、主频高(gāo)达230MHz

无线通(tōng)讯(xùn)

WIFI&蓝牙

便(biàn)于搭建(jiàn)物联网和智(zhì)能硬件(jiàn)应用

OLED屏幕

1.3寸

分辨率(lǜ)高达(dá):128*64,可以用于(yú)制作小(xiǎo)游戏、数据监测等

存储设(shè)备

EEPROM 1颗

容量32K-Bytes(256K-Bits)

声音(yīn)传感器(qì)

1个

采集声音信号、噪音检测

蜂鸣(míng)器(qì)

1个

播(bō)放声(shēng)音、和弦音乐

心率/血氧传感器(qì)

1个

检测(cè)心率(lǜ)、血(xuè)氧、制作可穿戴设(shè)备

三(sān)轴加(jiā)速传感器(qì)

1个

监(jiān)测运(yùn)动姿态(tài),可制作姿态控制游戏、可穿戴设(shè)备(bèi)

光敏(mǐn)传(chuán)感器

1个

监测光线强度,可用于(yú)制作智能灯

红(hóng)外发射管

1个

可用于制作(zuò)遥控器、障碍检(jiǎn)测

红外接收(shōu)管

1个

可用(yòng)于小车遥控接收

无声按键

6颗

分别是上下左右、A/B按键,用于游戏按键、遥控(kòng)器(qì)按键等

led全彩灯

4颗

制作呼吸灯等

电机(jī)驱动(dòng)芯片

1颗

制作智能小车(chē)等

ZH1.5扩(kuò)展口

8个

1个电(diàn)池供(gòng)电接口,P5,P6,P7可以做ADC接口(kǒu);可(kě)以便捷扩展多达(dá)60多种传感器


玩法多样

科创板板载多种(zhǒng)传(chuán)感器,人体检测、三轴加速度、声(shēng)音(yīn)、光敏传感器(qì)等,自带红外接收(shōu)/发射模块,可以拓展无线红外遥控。科创板玩法便(biàn)携(xié)灵活,连接USB即可下载程序,背面有(yǒu)7个扩(kuò)展口,可(kě)扩展更多传(chuán)感器。


ESP32管脚配置(zhì)说明

按板上(shàng)传感器顺序说明

1
光敏传感(gǎn)器:ADC接口   管(guǎn)脚36

2
心(xīn)率/血氧(yǎng)传感器:IIC接口   SDA 管脚5   SCL 管脚18

3
加速度传感器: IIC接(jiē)口 SDA 管脚(jiǎo)21   SCL 管脚22

4
声音传感器(qì):ADC接口(kǒu)   管脚39

5
贴片(piàn)蜂鸣器:DAC接口   管脚25

6
红外发射管:DAC接口(kǒu)   管脚26

7
红外接(jiē)收管:ADC接(jiē)口   管脚33

8
led全彩灯:4颗(kē)   红灯 管脚(jiǎo)27   绿灯 管脚12   蓝(lán)灯 管脚23

9
无声(shēng)按键:6颗 ADC接口(kǒu),按下高(gāo)电平,松(sōng)开(kāi)低(dī)电平,其中(zhōng)左键为反逻(luó)辑

上(shàng)S3

下S5

左(zuǒ)s2

右S4

确认S6

返(fǎn)回(huí)S7

管脚(jiǎo)12

管脚(jiǎo)23

管脚(jiǎo)36

管脚2

管脚16

管脚19

10
外接(jiē)ZH1.50 端口:

P1普通

P2普通(tōng)

P3普通

P4普通

P5(ADC)

P6(ADC)

P7(ADC)

P8普(pǔ)通

电(diàn)源

管(guǎn)脚17

管脚(jiǎo)16

管脚2

管脚(jiǎo)34

管脚35

管脚32

管脚(jiǎo)27

11
OLED屏幕:IIC接(jiē)口   SDA 管脚4   SCL 管脚15

12
EEPROM: IIC接口   SDA 管脚13   SCL 管(guǎn)脚14

按管脚顺(shùn)序说(shuō)明

ESP32管脚号

板(bǎn)载资源

ESP32管脚号(hào)

板(bǎn)载资源

IO接口2

外接端口P4/按键右

IO接口21

加速度传感器的SCL接(jiē)口(kǒu)

IO接(jiē)口4

OLED屏的SDA接口

IO接口23

蓝色(sè)LED灯/按键下(xià)

IO接口(kǒu)5

心率血氧传(chuán)感器SDA接口

IO接口25

蜂(fēng)鸣器

IO接口12

绿色LED灯/按键(jiàn)上(shàng)

IO接口26

红外发射管DAC接口

IO接口13

EEPROM的SDA接(jiē)口

IO接(jiē)口27

外接端口P8/红色(sè)LED灯

IO接口(kǒu)14

EEPROM的SCL接口

IO接口(kǒu)32

外(wài)接端(duān)口P7的 ADC接口

IO接口15

OLED屏的SCL接(jiē)口

IO接口(kǒu)33

红(hóng)外接收管ADC接口

IO接口16

外接端口P3/按(àn)键(jiàn)确认(rèn)

IO接口34

外接端口(kǒu)P5 的ADC接口

IO接口17

外接(jiē)端口P2

IO接口(kǒu)35

外接端口P6 的ADC接口

IO接(jiē)口18

心率血氧传感器SCL接口

IO接口36

光(guāng)敏传感器ADC接(jiē)口/按键左(zuǒ)

IO接口19

按键返(fǎn)回

IO接口39

声音传感器(qì)ADC接口(kǒu)

注(zhù):要(yào)控制或识别(bié)传(chuán)感器,就需(xū)知道传感器对应的(de)ESP32管脚号,这一页(yè)可以单独打(dǎ)印出来方便查看。

三、科(kē)创板的好伙伴AIfish——Technology and Math

1、Aifish简介(jiè)

AIfish是(shì)基于Mixly开发而来,是一(yī)种Blockly图形化编程引(yǐn)擎,下载好安(ān)装包,解压后就可以直接运行使用,无需复杂的安装,非常(cháng)方便。

2、软件获取及驱动安装

云平(píng)台版网(wǎng)址:http://aifish.3000iot.com/0iot.com/,Google浏览器直接打开即可。仅(jǐn)支持谷歌Google浏(liú)览器(若没有可点击此处下(xià),)第一(yī)次使用(yòng)需要安装插件,照说明安装即可。


            云(yún)平(píng)台版(bǎn)操(cāo)作(zuò)界(jiè)面

单机版:软件下(xià)载地(dì)址:https://eyun.baidu.com/s/3nwq7mGD

百(bǎi)度网盘提取(qǔ)密码:zksp


百度网盘下载界面

计算(suàn)机与(yǔ)科创板通过(guò)USB线(xiàn)连接,但是必须安装驱动才能和科创板(bǎn)实现通信,且Aifish软件暂只支(zhī)持64位Win版(bǎn)本。

将串口(kǒu)驱动(dòng)压(yā)缩包解压缩(suō)后,打开串口驱(qū)动(dòng)文(wén)件夹:


选(xuǎn)择上图中标注所示 为64位系统驱动程序,直接双击安装。双击 会打开(kāi)“设备驱动程序安(ān)装向导(dǎo)”,依次根据提(tí)示(shì)单击下(xià)一步,直(zhí)到安装完成。


当出现上述界面,并(bìng)且显示 “可以使用了”,说明驱(qū)动安装成功,这样计算机中的程序才(cái)能下载到(dào)主控板,从而使科创(chuàng)板按照程(chéng)序要求工作(zuò)。

软件和串口(kǒu)驱动(dòng)安装(zhuāng)后,通(tōng)过USB连接科(kē)创板,软件(jiàn)右下角提示选择科(kē)创(chuàng)板串口号,表示软件和串口驱动都ok了。


处(chù)理器选择:MicroPython【ESP32_Generic】,点击 “上传(chuán)”就可以给科创板传输程序了。


串口的选择

一般来说,当(dāng)科创(chuàng)班连接电脑后,端口(kǒu)会自动识别。如果端(duān)口没(méi)有(yǒu)识别(bié)的话,可以右键单击计算机(或我的电脑(nǎo))选(xuǎn)择“管理”,在弹(dàn)出的“计(jì)算机管理”窗口中选(xuǎn)择(zé)“设备管理器”,展开“端口(COM和LPT)”,找到带有“Silicon   Labs Cp210x Usb to UART Bridge”的串口号,不同的(de)计算机对应不同的串口(kǒu)号,本书为COM30。


单(dān)击“上传”按钮后,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(shí),电源(yuán)开(kāi)关必须处(chù)于“开”状态。

AIfish具有代码编写、程序编译、程序上传(chuán)、代码保(bǎo)存、界面缩放、模块导入导出、模块(kuài)管理、串(chuàn)口监视等(děng)功(gōng)能(néng),具有编程界面简洁明快、预置模块(kuài)丰富(fù)的(de)特(tè)点(diǎn)。下图是(shì)Aifish软件(jiàn)的编程界面(miàn)的各个功能(néng)区。


                AIfish开发软件主界面

四、延伸与扩(kuò)展——Arts

多种多样智能控制系统,充斥在我们生(shēng)活的(de)各(gè)个角落,其(qí)中自动门,之所以能够感应到有人经过,是因为(wéi)用到了红外传(chuán)感(gǎn)器;声控(kòng)灯之所以能够声控(kòng)点亮,是因为用到了(le)声音传感器。观察身边的智(zhì)能系(xì)统(tǒng),搜索(suǒ)一下它们用到了哪些(xiē)传感器(qì),以及可以检测到什(shí)么信息?



将你学(xué)习到的(de)传(chuán)感器记录下来 。



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