傳感器模塊是一個完整,可以馬上使用的輸入設備,它能把現實世界的某一種質量以電子的形式傳送到計算機裏面去。一般而言都是光度,溫度,濕度,聲度,壓力,開關,PM2.5爲主。很多不同的傳感器實際上都是這些基本傳感器的變種,如灰度感應器就是光感應的一種,轉速計就是直徑除以開關時間隔等等。傳動器模塊則是一個完整,可以馬上使用的輸出電子裝置。它把電壓輸出變爲聲,光,動的其中一 種。馬達,LED燈和蜂鳴器也是輸出電子模塊的一種。MuseLab提供了一套28粒的基礎輸入輸出模塊套裝,叫Muse21。(最初只有21粒傳感器傳動器了)。爲了簡化學習的過程,我們把所有的輸入傳感器也貼上了紅色,輸出傳動器也貼上了綠色,方便用戶理解。這套傳感器傳動器可以陪合教程做很多物聯網實驗,如泥乾灑水,落雨收衫,天光響鬧,人行開燈等等
傳感器可以劃分爲數字量傳感器和模擬量傳感器兩種。數字量傳感器非常準確但是比較貴。模擬量傳感器比較便宜和容易連接但要校對後才可以準確。由於每一款數字量的傳感器也有不一樣的接口和連接方法,所以使用的時候會花比較多的功夫和需要學習。在Muse21傳感器傳動器套裝裡,所有的傳感器也是模擬量傳感器,所以非常容易使用,而且可以相同的命令接口調用,非常方便。經過校正之後的模擬量傳感器一般可以有正負2%的準確度。如果必須要使用數字傳感器,那請使用Groove系列的傳感器。Muse21套裝內已經包含了Groove傳感器轉接器,可以直接使用絕大部分 的Groove數字量或模擬量的傳感器。
左圖爲常見的簡單模擬量傳感器。上左中右分別是泥土濕度探測器,雨滴探測器和液體溫度計。下六個從左至分別爲可調電阻、 光 敏、 聲敏、 開關、 人行感應器和空氣熱敏。全都包含在Muse21傳感傳動器套裝內。
所有轉接器都是黃色而不是綠色或紅色。在上圖最左邊是普通Grove傳感器轉 MuseLab的連接器,MuseLab的信號引腳S接Groove的A1. 大部份的Groove傳感器也屬於這類型。中間的是把Groove的四條腿也引出,S1接A1,S2接A2。右邊的那一 個是Grove I2C 四線引腳轉MuseLab I2C四線引腳。
MakeCode裡添加MuseLab套件的方法
以上爲Mircobit添加Muselab軟件的方法
除了聲音傳感器以外, 以上爲讀取所有插在P0引腳的紅色傳感器的方法
因爲聲音傳感器返回的是波浪型的音波信號,所以可以用這個特別的 聲音傳感器條來讀音量。音量=絕對值(512-P0)。其中512是靜音 是的數值,P0是引腳號。
以上爲推動P1引腳的方法。適用如這個方法的傳動器包括LED燈,黃色 普通馬達,聖誕彩燈,單音蜂鳴器,震子和水泵。
以上爲MuseLab無線擴展板連上網的方法
以上爲雲數據庫的一個例子。
右圖是可以直接扣在樂高上的單頭直流馬達。其中那個開關制是用來控制轉向,綠色輸出是電流放大驅動板。可以直接用在P0,P1,P2,P12裡。單頭馬達是Muse21輸入輸出套裝的其中一員。
右圖是用了4條引腳來控制前後左 右的雙馬達驅動板,由於使用兩個馬達非常耗電,所以在控制板上特意增加了額外的鋰電池電池座,智能車可以跑上兩小時也無問題 。 雙頭馬達是 Muselab小車套裝的主要零件。
右圖爲MuseRover小車的控制代碼。透過調低無線信號廣播強度至5和另外一塊MuseJoyStick遙控器,在一個室內活動空間裡最多可以有12量小車同時操作。
舵機是一個帶有減速齒輪箱,可以調教控制方向或速度的馬達。舵機有大有細, 一般有套機本身的重量或推動力來命名。比如9g舵機就是重九克的舵機。有些舵機非 常巨型和大力,可以推動100公斤以上的重物。由於舵機最初是使用在大輪船上來控 制舵的轉向,所以我們稱之爲舵機。舵機 Servo 是從法文 Le Servomoteur ,即英文 slave motor ,即中文僕人馬達的意思。這個詞泛指所有擁有修正閉環系統和可以按 指令來工作的馬達。所以中文我們有時也會叫它做伺服馬達,因爲這個馬達會按用戶 的指令來服伺用戶。
上圖。可以扣上樂高積木的360度和180度舵機。請注意360度套機的底部有一個 小孔,可以微調靜止是的角度到完美的90度。左邊是180舵機,右邊是360舵機。在連 接器上有清楚綠色表示。
爲了可以輕鬆控制套機的角度轉向,電子工程師想到了一個法子,他們定義了一 套打拍子的通信方法來控制舵機馬達。這個方法最美妙的地方就是只需要使用一條電 線就可以控制舵機馬達的轉向和角度。工程師爲舵機定義了每0.02秒打一次拍子,如 過每次拍子長0.0005秒,那麼就轉到0度這個位置。如過每次拍子長0.002秒,那麼就 轉到90度這個位置。如過每次拍子長0.0025秒,那麼就轉到180度這個位置。中間的 其他角度如此類推。對於360度旋轉舵機以言,0度等於逆時針最快旋轉轉,90度等於 停止,180度等於順時針最快旋轉。中間的其他角度等於按比例的慢轉。
上圖是Microbit控制舵機的辦法
Muselab無線擴展板額外增加了4條引腿D5,D6,D7, D8來控制舵機。
由於Microbit本身沒有內建360舵機的控制條,所以Muselab特意補償簡易控制條
下圖爲連接了四個舵機的Wifi擴展板
蜂鳴器有兩種,一種是單音蜂鳴器,另 外一種叫多音蜂鳴器。單音蜂鳴器只有開和 關,噪和不噪。而多音蜂鳴器就可以揍音 樂。這兩種蜂鳴器的外貌一樣,只是單音蜂 鳴器有多了一張白色貼子貼。多音蜂鳴器上 沒有貼紙。
上圖是單音和多音蜂鳴器
以上是單音蜂鳴器的使用方法
以上是多音蜂鳴器的演奏方法
以上爲data.muselab.cc 儀表板外貌
物聯網離不開雲後台,沒有數據記錄,顯示和分析就不算做物聯網。目前市面上 有各式各樣的雲後台,很多也是功能非常強大,但普遍都比較難用,對於初學者而言 的門檻比較高,所以就此Muselab專門做了一個很簡單的雲後台錶板,非常容易上 手。MuseLab物聯網平台裏面分成很多單一功能的雲服務,把大部分常用的功能一鍵 化,如即時環境資料顯示,智能屋控制板,資料圖表顯示和Excel導出,智能花園等 等。平台使用快速API配對辦法,則用戶可以自由使用一條13個字以上的API key來連 接雲和傳感器,無需額外資料。所有資料會於24小時後刪除。
透過簡單預設的方程式,所有Muse21的傳感器都可以對應現實世界的環境變量 數值,如音量分貝,光度流明,熱力溫度等等。方程式支持微調以符合不同傳感器的 差異。
以上Micro:bit的xyz軸原始加速數據在無修改的情況下,以每一秒一次的速度傳 送到data.muselab.cc 雲數據庫裡。MuseData雲數據庫採用無身份認證方法,用戶可以隨便生成一個不短於13個字的號碼做識別碼,然後同時在Micro:bit和Musedata裡輸入這個號碼,兩邊機器就可以自動對應。非常簡單快捷。資料會在24小時後自動刪除。如需要進一步儲存和分析資料,請使用thingspeak或把資料匯出至Excel或Google sheet。