第1章 科创入门
1、科创板简介;
2、认识AIfish开发软件。
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科创板简介——Science
科创板采用的是人工智能芯片ESP32,该芯片是专门为人工智能教育而设计的。ESP32的板载蓝牙模块以及WIFI无线模组,可以直接和网络、手机进行通讯,并且能够支持可视化Aifish、C、micro-Python、MuPython等多种编程语言对其进行功能开发。
科创板集OLED屏幕、按键、6种板载传感器于一体,可扩展多种arduino传感器,支持IIC、单总线、SPI等多种通信方式,而且能够支持初级、中级人工智能的学习。
科创板联网后可以获取云平台数据,如日历、天气、音乐等;连接手机可实现板机互动,能实现多种传感数据采集、智能控制等功能。
科创板板载资源
二、深入科创板——Engineering and Technology
科创板是为中小学生量身打造的智能硬件,主芯片是ESP32,可以通过多种多样的传感器来感知环境,通过控制按钮、LED灯、蜂鸣器、OLED显示屏和其它装置来反馈外部环境因素,可以开发出倒车雷达、循迹小车、停车场计数器、投篮机、智能浇花器等许多有趣好玩的项目。
科创板的成员有很多,可以分为输入、控制器、输出三部分,其分类如下图所示。
(1)输入部分
输入部分包括按键和各种传感器,传感器可以根据能够检测温度、火焰、声音等信息的不同,可以分为温度传感器、火焰传感器、声音传感器等,就像人体的眼睛、皮肤、手等器官,可以感受到某些特定的信息。
(2)控制器
控制器是科创板的核心部分,就像人体的大脑,我们可以通过编写程序赋予它思维能力。
(3)输出部分
输出部分主要有显示模块、声音模块和扩展接口三部分。显示模块主要可以通过多彩LED灯以及OLED显示屏进行显示,声音模块通过蜂鸣器发出声音,扩展接口可以通过连接外部硬件完成相应的功能。
科创板特点:
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,易于编程与理解,同步编程代码,便于中小学生学习人工智能;
Ø控制器与传感器集成在科创板上,便于讲解与管理;
Ø科创板的板载资源及大量扩展接口,可以充分开放思维及各种元器件接入。
科创板资源介绍
芯片组 | ESP32 | 双核32位MCU、主频高达230MHz |
无线通讯 | WIFI&蓝牙 | 便于搭建物联网和智能硬件应用 |
OLED屏幕 | 1.3寸 | 分辨率高达:128*64,可以用于制作小游戏、数据监测等 |
存储设备 | EEPROM 1颗 | 容量32K-Bytes(256K-Bits) |
声音传感器 | 1个 | 采集声音信号、噪音检测 |
蜂鸣器 | 1个 | 播放声音、和弦音乐 |
心率/血氧传感器 | 1个 | 检测心率、血氧、制作可穿戴设备 |
三轴加速传感器 | 1个 | 监测运动姿态,可制作姿态控制游戏、可穿戴设备 |
光敏传感器 | 1个 | 监测光线强度,可用于制作智能灯 |
红外发射管 | 1个 | 可用于制作遥控器、障碍检测 |
红外接收管 | 1个 | 可用于小车遥控接收 |
无声按键 | 6颗 | 分别是上下左右、A/B按键,用于游戏按键、遥控器按键等 |
led全彩灯 | 4颗 | 制作呼吸灯等 |
电机驱动芯片 | 1颗 | 制作智能小车等 |
ZH1.5扩展口 | 8个 | 1个电池供电接口,P5,P6,P7可以做ADC接口;可以便捷扩展多达60多种传感器 |
玩法多样
科创板板载多种传感器,人体检测、三轴加速度、声音、光敏传感器等,自带红外接收/发射模块,可以拓展无线红外遥控。科创板玩法便携灵活,连接USB即可下载程序,背面有7个扩展口,可扩展更多传感器。
ESP32管脚配置说明
按板上传感器顺序说明
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光敏传感器:ADC接口 管脚36
2
心率/血氧传感器:IIC接口 SDA 管脚5 SCL 管脚18
3
加速度传感器: IIC接口 SDA 管脚21 SCL 管脚22
4
声音传感器:ADC接口 管脚39
5
贴片蜂鸣器:DAC接口 管脚25
6
红外发射管:DAC接口 管脚26
7
红外接收管:ADC接口 管脚33
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led全彩灯:4颗 红灯 管脚27 绿灯 管脚12 蓝灯 管脚23
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无声按键:6颗 ADC接口,按下高电平,松开低电平,其中左键为反逻辑
上S3 | 下S5 | 左s2 | 右S4 | 确认S6 | 返回S7 |
管脚12 | 管脚23 | 管脚36 | 管脚2 | 管脚16 | 管脚19 |
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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 |
电源 | 管脚17 | 管脚16 | 管脚2 | 管脚34 | 管脚35 | 管脚32 | 管脚27 |
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OLED屏幕:IIC接口 SDA 管脚4 SCL 管脚15
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EEPROM: IIC接口 SDA 管脚13 SCL 管脚14
按管脚顺序说明
ESP32管脚号 | 板载资源 | ESP32管脚号 | 板载资源 |
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5 | 心率血氧传感器SDA接口 | IO接口25 | 蜂鸣器 |
IO接口12 | 绿色LED灯/按键上 | IO接口26 | 红外发射管DAC接口 |
IO接口13 | EEPROM的SDA接口 | IO接口27 | 外接端口P8/红色LED灯 |
IO接口14 | EEPROM的SCL接口 | IO接口32 | 外接端口P7的 ADC接口 |
IO接口15 | OLED屏的SCL接口 | IO接口33 | 红外接收管ADC接口 |
IO接口16 | 外接端口P3/按键确认 | IO接口34 | 外接端口P5 的ADC接口 |
IO接口17 | 外接端口P2 | IO接口35 | 外接端口P6 的ADC接口 |
IO接口18 | 心率血氧传感器SCL接口 | IO接口36 | 光敏传感器ADC接口/按键左 |
IO接口19 | 按键返回 | IO接口39 | 声音传感器ADC接口 |
注:要控制或识别传感器,就需知道传感器对应的ESP32管脚号,这一页可以单独打印出来方便查看。
三、科创板的好伙伴AIfish——Technology and Math
1、Aifish简介
AIfish是基于Mixly开发而来,是一种Blockly图形化编程引擎,下载好安装包,解压后就可以直接运行使用,无需复杂的安装,非常方便。
2、软件获取及驱动安装
云平台版网址:http://aifish.3000iot.com/0iot.com/,Google浏览器直接打开即可。仅支持谷歌浏览器(若没有可点击此处下载,)第一次使用需要安装插件,照说明安装即可。
云平台版操作界面
单机版:软件下载地址:https://eyun.baidu.com/s/3nwq7mGD
百度网盘提取密码:zksp
百度网盘下载界面
计算机与科创板通过USB线连接,但是必须安装驱动才能和科创板实现通信,且Aifish软件暂只支持64位Win版本。
将串口驱动压缩包解压缩后,打开串口驱动文件夹:
选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“设备驱动程序安装向导”,依次根据提示单击下一步,直到安装完成。
当出现上述界面,并且显示 “可以使用了”,说明驱动安装成功,这样计算机中的程序才能下载到主控板,从而使科创板按照程序要求工作。
软件和串口驱动安装后,通过USB连接科创板,软件右下角提示选择科创板串口号,表示软件和串口驱动都ok了。
处理器选择:MicroPython【ESP32_Generic】,点击 “上传”就可以给科创板传输程序了。
串口的选择
一般来说,当科创班连接电脑后,端口会自动识别。如果端口没有识别的话,可以右键单击计算机(或我的电脑)选择“管理”,在弹出的“计算机管理”窗口中选择“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,不同的计算机对应不同的串口号,本书为COM30。
单击“上传”按钮后,会将“代码块”翻译成计算机可以“读”懂的语言。
PS:科创板下载程序时,电源开关必须处于“开”状态。
AIfish具有代码编写、程序编译、程序上传、代码保存、界面缩放、模块导入导出、模块管理、串口监视等功能,具有编程界面简洁明快、预置模块丰富的特点。下图是Aifish软件的编程界面的各个功能区。
AIfish开发软件主界面
四、延伸与扩展——Arts
多种多样智能控制系统,充斥在我们生活的各个角落,其中自动门,之所以能够感应到有人经过,是因为用到了红外传感器;声控灯之所以能够声控点亮,是因为用到了声音传感器。观察身边的智能系统,搜索一下它们用到了哪些传感器,以及可以检测到什么信息?
将你学习到的传感器记录下来 。