2018年的时候,带学生做了这么一个实验
把课程玩上天!基于micro:bit与BMP280的气压与海拔关系分析实验
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-37088-1-1.html?fromuid=71500
11月的《爱上机器人》刊登这篇案例时,封面设计是这样的。可以说插画师和我想一块儿去了,为什么不让TT作为空中的数字化实验平台,做些有趣的项目呢?恰好参加了TT教学开发大赛,是时候实践想法了!
情境设计
我兔在组织落实各种军事训练、向部队提供物质技术和医疗保障时,都需详细研究作战人员、各种技术兵器、武器装备、运输工具对于不同天气状况和气候带的适应能力。
至于敌方的气象情报,更是军事行动所需的重要信息。我们的TT就刚刚领到了飞往前线进行气象侦察的任务,但是从装备到程序上都需改进升级。你能帮他完成任务么?
子项目目标
1. 学会用虚谷号或PC搭建SIoT服务器。
2. 掌握通过MQTT协议让TT与掌控板等开源硬件建立通信的方法。
3. 能查阅技术资料,读懂引脚定义,通过焊接等技术按需改造开源硬件。
核心问题
如何让TT采集气象信息,并通过SIoT传回数据?
实施过程
步骤1 头脑风暴
BME280是一款集成温度、湿度、气压,三位一体的环境传感器。具有高精度,多功能,小尺寸等特点。非常适合TT搭载采集环境数据。
步骤2 查阅资料,用虚谷号搭建SIoT服务器
步骤3 改造掌控板,打造“气象侦察雷达”
下图是国产预警机空警500的照片,你能从中找到些灵感,给TT加装“气象侦察雷达”吗?
A计划:
使用掌控I/O拓展版
大家可能首先会想到用掌控I/O拓展版来进行加装。经过尝试,发现DF的拓展板至有分量,加之这样安装重心太高,导致TT起飞不稳定。但是A计划用来地面试验,验证硬件连接和程序可行性还是很合适的。
B计划:
焊接连接线至掌控板引脚。
这个方法应该是最轻量化的改造了!但是对学生焊接水平和老师的课堂管理挑战很大。
根据掌控板的引脚定义,P20对应IIC的SDA,P19对应SCL,我们将连接线按照引脚定义焊接上。
动手剪线前,先试装下传感器,以便估计出合适的线缆长度。
剪线,开始焊接!建议在通风良好的环境下,最好是在有排烟装置的工作台上进行焊接操作。
科创活动中的职业防护和劳动安全教育是我们日常比较薄弱的地方,需要引起重视。
从DIY焊烟排烟装置谈科创活动中的劳动安全教育
https://mc.dfrobot.com.cn/thread-304401-1-1.html?fromuid=71500
(出处: DF创客社区 - 分享创造的喜悦)
掌控板、BME280、IO拓展板的引脚对应关系见上图。其中掌控板和BEM280的连接采用焊接方式实现。供电的两根导线仍旧采用杜邦线母头与IO拓展板连接。
像是一台大手术,“八爪鱼”焊台发挥了巨大作用
由拓展板供电,上电测试工作是否正常
焊点处打热熔胶加固
“气象雷达”核心部分加工完毕
步骤4 编写程序,测试“气象侦察雷达”
先在地面测试下“气象雷达”的软件部分。有关程序中MQTT的初始化操作,请查询文章开头的参考案例。
打开SIoT后台,按下图发送指令测试
测试通过,符合设计要求!
步骤5 配置TT,接入“作战数据链”
配置过程看着有些复杂,其实就两个阶段。第一阶段是将拓展模块的模式开关拨到单机模式,用Mind+的实时模式连接TT后,配置WIFI账号密码。
第二阶段是将拓展模块的模式开关拨到组队模式,此时TT已能连接到路由器,和虚谷号、掌控板处在同一个局域网中,可以互相通信了。
看文字不如看图明晰,过程如下:
将Mind+切换到实时模式后,进行如下操作:
回到舞台,点击绿旗后,开始搜索单机版TT
Mind+找到TT后,拖放下图的模块到程序编辑区,填入WIFI账号密码,双击运行该积木块,当提示“OK,done will reboot in 3s”,表示WIFI配置信息修改完毕。
步骤6 编写侦察机控制程序
这次添加功能模块时,要在Mind+中选择RobotMaster(TT组队)
程序中的TT SN码可以在包装盒上找到,也可以单机模式下用积木块获取。
步骤7 升空侦察,回传气象数据
TT完成开机初始化后,点击Mind+程序中的绿旗,等待搜索到TT
按下空格,TT起飞执行任务
按下按键X,SIoT后台即可收到包含高度、温度、湿度、海拔、气压等气象数据的信息。着实比当年用气球的实验先进不少。
视频演示
步骤8 数据分析与项目小结
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