SMARTHON Smart City IoT Starter Kit til micro:bit er et uddannelsessæt, der giver dig mulighed for at genskabe en forbundet by og lære IoT med virkelige, progressive projekter. Den er designet til elever fra 10 år og opefter. og dækker alt fra at tænde en LED-belysning til integration af cloudtjenester, automatiseringer med IFTTT og en mobilapp.
Hvis du er interesseret i at udvikle STEM-færdigheder på en praktisk måde, hjælper dette kit dig med at designe bysystemer med sensorer og aktuatorer på et IoT-udvidelseskort til micro:bit. Micro:bit-kortet medfølger ikke., så husk at tilføje den, hvis du ikke har den, og husk at der findes digitale guider med trinvise øvelser for at få mest muligt ud af den.
Hvad er dette kit, og hvad er dets fokus?
Smarthons forslag fokuserer på at introducere Internet af Ting gennem samlinger, der simulerer byinfrastrukturer: trafik, belysning, miljøkontrol eller sikkerhed. IoT:bit fungerer som en base, der er kompatibel med flere sensorer og offentliggør data på internettet for at opbygge brugsscenarier for smarte byer.
Med grundlæggende computer- og elektronikfærdigheder inkluderet i dokumentationen kan enhver blive "designer" af sin by. Der er officielt materiale med mere information på produktsiden. fra Smarthon: smarthon.cc/micro-bit-smart-city-kit.
Ideel til STEM-gruppeprojekter
Dette sæt fungerer rigtig godt i klasseværelset: Det anbefales at arbejde i grupper på 2-3 elever pr. sæt for at fremme diskussion, design og præsentation af resultater. Selvom en enkelt person kan sætte det op, deler teams programmering, layout og ledningsføring bedre.
Aktiviteterne fremmer adskillige færdigheder: logisk tænkning, kreativitet, kommunikation og programmeringEfter at have lært grundlæggende casestudier, er sættet fleksibelt nok til at bygge din drømmeby: moderne boliger, bæredygtighed eller transport og trafiksikkerhed er foreslåede emner, der kan tilpasses IKT-pensum.
IoT:bit hardware og sætindhold
Inde i kassen finder du elektroniske moduler, træ- og papdele, ledninger, hardware og en IoT-udvidelse til micro:bit. Typisk udpakning inkluderer et bykort, bygningsmodeller, batteriholder og et udvalg af sensorer og aktuatorer til flere prototyper.
- IoT:bit WiFi-udvidelseskort (micro:bit hub med stik, buzzer og OLED).
- Trafiklysmodul (tre uafhængigt styrbare LED'er).
- Hvid LED til belysning.
- WS2812 flerfarvet LED (Adresserbar RGB) og også rød/gul/grøn LED-moduler i nogle udgaver.
- 180° servomotor (åbning af døre, barrierer osv.).
- Summer (summer).
- Ultralydssensor væk.
- Lyssensor miljø.
- Sensor for temperatur og fugtighed (DHT11).
- PIR-sensor af bevægelse.
- Regn-/dråbesensor.
- Støjsensor (sund).
- OLED-skærm, tilslutningskabler, skruer og tilbehør.
IoT:bit-kortet inkluderer et kantstik til micro:bit, en OLED-skærm og flere fodringsmuligheder: Micro USB-port, 2-bens stik til 3,7V batteri og DC-stikDen har en indbygget buzzer, udvidelsesstik og krokodillenæb til hurtig prototyping.
Ifølge den analyserede dokumentation er der referencer til forskellige revisioner: Nogle enheder integrerer en ESP32-WROOM-32 og andre nævner en ESP8266 WiFi-modulI praksis er adfærden på brugerniveau den samme: WiFi-forbindelse til at offentliggøre data eller modtage kommandoer fra IoT-tjenester.
Inkluderede vejledninger og producentens bibliografi
I butikker som Robotopia IoT-programmeringsmanual med micro:bit med uddannelsesøvelser eksklusivt til din virksomhed. Dette materiale dækker ca. 12-13 træninger (det nøjagtige antal varierer fra udgave til udgave) med varierede eksempler og et pædagogisk fokus.
Producenten leverer også en digital PDF-manual og en online guide Optimeret til desktop, tablet eller mobil. Den inkluderer normalt ikke en trykt brochure som standard, men du kan udskrive så mange sider, som du har brug for. Plus, Der er en wiki og tutorials som beskriver samlingerne og koden trin for trin.
Blokprogrammering i MakeCode og Smarthon-udvidelsen
For at starte programmeringen skal du oprette et nyt projekt i Microsoft MakeCode til micro:bit, tryk på tandhjulsikonet og gå til "Udvidelser". Der kan du søge efter "smartphone" og installere kitudvidelsen.
Efter installationen vises to familier af blokke: IoT:bit (WiFi, cloud og forsyningsvirksomheder) y SmartCity (sensor- og aktuatorsæt)Du kan arbejde i blokke eller skifte mellem JavaScript fra den tilsvarende fane.
Der er et offentligt PXT-bibliotek til dette kit, licenseret MIT, som erklærer støtte til PXT/microbit og PXT/calliopeI pakkefinderen ser du den som "smarthon-smartcity-kit", og du kan fastlåse versioner, for eksempel GitHub-grenen, der er tagget med et specifikt tag.
Sensoraflæsning: Områder og praktisk anvendelse
Kittet blokerer returværdier i normaliserede områder, så logikken er nem at implementere. Dette er de typiske tilgængelige områder og funktioner i Smarthon-udvidelsen:
- Omgivende lys: fra 0 til 100. Med
read_light_sensor(Pin)Den viser luminansen, og du kan for eksempel bestemme, hvornår du skal tænde en gadelygte. - Regn/dråber: fra 0 til 100. Med
read_raindrop_sensor(Pin)du registrerer tilstedeværelsen af vand på sensorens overflade. - støj: fra 0 til 100. Brug af
read_sound_sensor(Pin)Du vurderer lydniveauet i omgivelserne. - Temperatur og fugtighed med DHT11: temperatur omkring 0-50 ºC og luftfugtighed mellem 20-80%. Den såkaldte
readData(temperature|humidity, DigitalPin)returnerer hver parameter separat. - Ultralydsafstandfra 3 cm til 4 m. Med
read_distance_sensor(unit, trig, echo)du får adskillelsen til et objekt. - Bevægelse (PIR): boolsk (registrer/registrer ikke). Blokken
read_motion_sensor(Pin)giver dig mulighed for at udløse handlinger ved registrering af tilstedeværelse.
I aktuatorerne er styringen lige så direkte: Tænd LED-trafiklyset efter farve med en blok, der aktiverer hver kanal separat, regulerer intensiteten af en hvid LED med turn_white_led(brightness, Pin) o sætter servoen i en vinkel beton med turn_servo(degrees, Pin).
IoT-platforme og kompatible tjenester
IoT:bit-udvidelsen forenkler Wi-Fi-forbindelse og integration med cloudplatforme. Økosystemet tilbyder kompatibilitet med direkte fra starten.:
- ThingTalletter udviklingen af IoT-apps og analyse/visualisering af data i MATLAB.
- Børns IoT (nu Smart IoT): brugervenlig cloud-uploadtjeneste fra producenten. 2025 opdateringPlatformen hedder nu Smart IoT med adgang i smartiot.space.
- MQTT: letvægtsprotokol ideel til maskine-til-maskine-kommunikation med meget lav båndbredde.
- IFTTTAutomatiseringer af typen "Hvis dette sker, så gør det", nyttige til at tænde lys, sende e-mails eller udføre fjernhandlinger.
Disse integrationer leveres med dedikerede blokke i MakeCode, så Du behøver ikke at skrive netværkskode på lavt niveauDu konfigurerer SSID og adgangskode, definerer slutpunktet eller tjenesten, og det er det.
Første projekter: fra smart lampe til beholder med kapacitet
En almindelig indvielsesøvelse er "Smart parklampe": en hvid LED, der automatisk aktiveres, når PIR-sensoren registrerer bevægelse. Efter at have samlet delene og tilsluttet dem i henhold til instruktionerne, kompilerer du projektet og kopierer HEX-filen til MICROBIT-enheden (ligesom et USB-flashdrev).
Hvis kopieringen på noget tidspunkt mislykkes og vises en FAIL.TXT-fil Gentag programmeringsprocessen på enheden; nogle gange er det bare et spørgsmål om at tilslutte kablet igen og vente på, at micro:bit genstarter og fuldfører flashingen.
Det foreslås også en "Affaldshåndteringssystem" for at vurdere, om en beholder er fuld. Ultralydssensoren måler afstanden til materialet inde i beholderen, og en RGB-LED angiver status: grøn, hvis der er kapacitet, rød, hvis en tærskelværdi er overskredet (f.eks. mindre end 4 cm væk fra sensoren).
Under forsøg i det virkelige liv blev det observeret, at der til tider LED'en skifter mellem rød og grøn Selv hvis koden er korrekt, er den sandsynlige årsag den lejlighedsvise nul-aflæsning fra ultralydsapparatet; filtrering af værdier eller anvendelse af gennemsnit stabiliserer normalt aflæsningen.
5-stjernet avanceret scenarie: Transport, sikkerhed og fjernbetjening
Blandt de mest komplette enheder er der et scenarie af typen "Sikkerhed og transport" som kombinerer flere lektioner: hastighedskontrol af biler, automatiske trafiklys, smart belysning, forsvarssystem og dørautomation til hjemmet.
Samlingen samler flere moduler på IoT:bit og ledsages af WiFi-forbindelse, IFTTT-applets og udviklingen af en Android-app med MIT App Inventor 2Det er et omfattende projekt, hvor onlineguiden forklarer hver blok i detaljer.
Før du bruger IFTTT og appen, skal du Hent enheds-ID'et af enheden. Et specifikt program (dokumenteret på IoT:bit wikien) indlæses og viser det pågældende ID på OLED-skærmen. Hvis noget ikke reagerer, kan brug af en LED som indikator hjælpe med at fejlfinde forbindelsen.
Når enheds-ID'et er klar, konfigurerer du i IFTTT en dato- og tidsudløser at tænde belysningen kl. 18:00 ved at sende en kontrolkommando til tjenesten “Smarthon IoT (micro:bit)”. En anden applet kan også oprettes med webhook således at der sendes en e-mail, når der registreres bevægelse i PIR'en.
Det er vigtigt at bemærke, at visse opskrifter kræver ifttt pro, en månedlig betalingsplan. Vores erfaring er, at den planlagte tænding fungerede korrekt, og på det angivne tidspunkt blev gade-LED'en aktiveret uden indgriben.
Appen i MIT App Inventor 2 Den er bygget med et tekstfelt til enheds-ID og "Åbn/Luk"-knapper, der udfører HTTP-anmodninger for at aktivere døren (servo). Efter at have kompileret APK'en og scannet QR-koden, installeres den på Android og giver dig mulighed for at åbne/lukke døren; det er praktisk. juster servohornet første gang, så ruten er tilstrækkelig.
En anden blok af scenen måler et køretøjs hastighed beregning af afstand i to prøver (adskilt med ca. 500 ms) og visning af resultatet på OLED-skærmen. Det er en ligetil måde at introducere grundlæggende kinematik i en bymæssig kontekst.
Eksempler på Smart City-applikationer
For at inspirere projekter inkluderer forslagene virkelige idéer, der passer til borgerne og byens tjenester. Dette er nogle muligheder baseret på sættets sensorer:
- Vandstandsregistrering ved metroindgange for at forudse hændelser.
- Automatisk vanding af grønne områder for at spare på vandet.
- Automatiske affaldsbeholdere/spande for at forbedre hygiejnen og reducere lugtgener.
- Smart Urban Nest at observere den lokale fauna med sensorer.
- Termohygrometrisk kontrol i biblioteker for at forhindre bøgernes forringelse.
Samling, praktiske råd og klasseværelsesliv
Træstykkerne kommer markeret og nem at fjerne, selvom det er nemmere at identificere skruer efter størrelse (M4 x 100 osv.), hvis poserne er mærket. I undervisningen er det en god idé at forberede kuverterne med referencenumre på forhånd.
Ved opstilling af modellerne er nogle balsaelementer meget lette sammenlignet med kablernes stivhed; vrid kablet lidt, eller brug Blu-tack (inkluderet i tilbehørspakken) forbedrer sættets stabilitet.
I huset med servostyret dør skal du sørge for at ankomme med kablet: hvis du mangler længde, Sættet indeholder forlængerkabler for at opnå afstand uden at flytte modellen. Juster derefter servopositionen, så den lukker/åbner uden forhindringer.
Til intensiv brug i klasseværelset gennem hele kurserne er det værd at overveje papstykkernes holdbarhedProducenten tilbyder en "Smart City Refill Material Pack" med modeludskiftninger, et bykort, tilbehør og hardware.
MakeCode-arbejdsgang: Kompilering og flashing
Den typiske cyklus er at programmere, kompilere og kopiere .hex-filen til MICROBIT-drevet via USB. Hvis processen er langsom eller mislykkes, vent på at den genstarter, tjek at FAIL.TXT ikke er tilbage, og gentag. Det er den samme procedure, som hvis du havde brugt et kort som Raspberry Pi Pico i masselagringstilstand.
Når du downloader eksempelprojekter, skal du huske at klikke på "Rediger" i MakeCode før kompilering for at tilpasse pins, Wi-Fi-netværk eller kommandoer. På denne måde undgår du konfigurationsfejl, når du skifter fra et build til et andet.
Kompatibilitet, licensering og pakkesøgning
Kitbiblioteket erklærer kompatibilitet med forskellige PXT-mål og er underlagt MIT-licensI MakeCode-pakkefinderen finder du den ved hjælp af dens kanoniske navn, og du kan indstille den nøjagtige version fra GitHub, hvis du har brug for den til et klasseværelse.
Inden for økosystemet, integration med tjenester som f.eks. Smarthon IoT på IFTTT forenkler tilføjelse af applets; indtast blot enheds-ID'et, der vises på OLED'en, og kontroller kommandoer (f.eks. tænd eller sluk for en gadelygte).
Tilgængelighed af guider og handelsstøtte
Nogle distributører inkluderer en egen manual på spansk med blokstyrede øvelser og samlingsbilleder. Disse materialer understreger blokprogrammering med MakeCode og alle forbindelser udføres uden lodning.
I tilfældet med Robotopia annoncerer guiden med titlen “IoT Programming Manual with micro:bit” 13 varierede øvelser, og fremhæver integrationen med ThingSpeak, Smart IoT (tidligere Kids' IoT), MQTT og IFTTT takket være specifikke blokke skabt af producenten.
Prisen på sættet og de nødvendige ekstra ting
Prisen på det komplette testsæt er omkring 108,90 USDFor at dække 100% af de avancerede lektioner kan mindst XNUMX% være påkrævet. IFTTT Pro-abonnement (ca. 12,50 USD/måned) og, i nogle specifikke praksisser, yderligere en IoT:bit og micro:bit.
Hvis du skal udvikle mobilappen, skal du bruge en Android-telefon eller -tablet at installere den APK, der er genereret af MIT App Inventor 2. På iOS er det muligt at arbejde med App Inventor iOS Companion, selvom processen er mindre direkte end på Android.
Købsnoter: Tilgængelighed og hvad der er inkluderet
Glem ikke, at systemets hjerte er mikro:bit, som sælges separat; tilføj også et mikro-USB-kabel Hvis du ikke har en, kan reservedelslisten variere en smule afhængigt af forhandleren og kan indeholde individuelle LED'er pr. farve. vandstandssensor eller væskesensor, udover OLED-displayet og EF92A 180° servoen.
Forbindelsen er lavet med jumperkabler og stik på IoT:bit, uden lodning. Dette gør klasseværelsesarbejdet lettere og reducerer tiden til forberedelse af samling, så du kan fokusere på logik og data.
Butiks privatliv: Meddelelse om markedsføringscookies
I nogle butikker, der sælger sættet, vil du se cookiemeddelelser, især dem om markedsføring. Disse cookies bruges til sporing af annoncer. og annoncetilpasning. Til din orientering er her nogle almindelige eksempler og deres udløbsdatoer:
| Cookiens navn | udbyder | Goal | Udløb |
|---|---|---|---|
| fr | Bruges af Facebook til at levere en række reklameprodukter, såsom budgivning i realtid fra tredjepartsannoncører. | 3 måneder | |
| IDE | doubleclick.net | Bruges af Google DoubleClick til at registrere og rapportere hjemmesidebrugerens handlinger efter at have set eller klikket på en af annoncørens annoncer med det formål at måle en annonces effektivitet og præsentere målrettede annoncer for brugeren. | 1 år |
| tr | Bruges af Facebook til at levere en række reklameprodukter, såsom budgivning i realtid fra tredjepartsannoncører. | session | |
| _fbp | Spor besøgende for at få personlige annoncer på Facebook | 3 måneder |
Kvalitetstips og mulige forbedringer
Brugeroplevelsen er meget positiv, med garanteret timevis af læring, men der er plads til forbedringer i små detaljer. Etiketter på skrueposer ville gøre monteringen nemmere, og lidt mere fleksible kabler eller små vægte ville hjælpe modellerne med at stå oprejst lettere.
I onlinedokumentationen kan de forekomme små uoverensstemmelser eller slåfejl; producenten opdaterer dem normalt, og i mellemtiden løser lærerens trykte vejledning normalt dette ved at konsolidere versionerne af øvelserne.
Dette kit tilbyder en rejse, der starter med enkle eksempler (f.eks. at tænde et lys, når der registreres bevægelse) og går videre til cloud-forbindelse, dataanalyse og fjernbetjening ved hjælp af tjenester som ThingSpeak, Smart IoT, MQTT og IFTTT. Kombinationen af fysiske dele, blokprogrammering og webtjenester Det gør læring sjov, anvendelig og med synlige resultater i klasseværelset, og tilgængeligheden af vejledninger på spansk og online fremskynder implementeringen hos både lærere og elever.
