Стартовият комплект SMARTHON Smart City IoT за micro:bit е образователен комплект, който ви позволява да пресъздадете свързан град и да изучавате IoT с реални, прогресивни проекти. Предназначен е за ученици на възраст 10 и повече години. и обхваща всичко - от включване на светодиод до интегриране на облачни услуги, автоматизации с IFTTT и мобилно приложение.
Ако се интересувате от развиване на STEM умения по практичен начин, този комплект ви помага да проектирате градски системи със сензори и изпълнителни механизми на IoT разширителна платка за micro:bit. Платката micro:bit не е включена., така че не забравяйте да го добавите, ако нямате, и имайте предвид, че има дигитални ръководства с упражнения стъпка по стъпка, за да извлечете максимума от него.
Какво представлява този комплект и какъв е неговият фокус?
Предложението на Смартон се фокусира върху въвеждането на Интернет на нещата чрез сглобки, които симулират градска инфраструктура: трафик, осветление, контрол на околната среда или сигурност. IoT:bit действа като база, съвместима с множество сензори и публикува данни в интернет, за да изгради сценарии за употреба на интелигентни градове.
С основни компютърни и електронни умения, включени в документацията, всеки може да стане „дизайнер“ на своя град. На страницата на продукта има официални материали с повече информация. от Смартхон: smarthon.cc/micro-bit-smart-city-kit.
Идеален за групови STEM проекти
Този комплект работи много добре в класната стая: Препоръчително е да се работи в групи от 2-3 ученика на комплект. да се насърчат дискусиите, проектирането и представянето на резултатите. Въпреки че един човек може да го настрои, екипите е по-добре да споделят програмирането, оформлението и окабеляването.
Дейностите развиват няколко умения: логическо мислене, креативност, комуникация и програмиранеСлед като усвоите основни казуси, комплектът е достатъчно гъвкав, за да изградите мечтания си град: съвременните жилища, устойчивостта или транспортът и безопасността на движението са предложени теми, които могат да бъдат адаптирани към учебната програма по ИКТ.
IoT:bit хардуер и съдържание на комплекта
Вътре в кутията ще намерите електронни модули, дървени и картонени части, окабеляване, хардуер и IoT разширение за micro:bit. Типичното разопаковане включва карта на града, модели на сгради, държач за батерии и асортимент от сензори и изпълнителни механизми за множество прототипи.
- IoT:bit WiFi разширителна платка (micro:bit хъб с конектори, зумер и OLED).
- Модул за светофар (три независимо управляеми светодиода).
- Бял светодиод за осветление.
- WS2812 многоцветен светодиод (Адресируеми RGB) и също червени/жълти/зелени LED модули в някои издания.
- 180° сервомотор (отваряне на врати, бариери и др.).
- Звънец (зумер).
- ултразвуков сензор далеч.
- Светлинен сензор околна среда.
- Сензор за температура и влажност (DHT11).
- Сензор PIR на движение.
- Сензор за дъжд/капки.
- Сензор за шум (звук).
- OLED екран, свързващи кабели, винтове и аксесоари.
Платката IoT:bit включва краен конектор за micro:bit, OLED дисплей и няколко... опции за хранене: Micro USB порт, 2-пинов конектор за 3,7V батерия и DC жакРазполага с вграден зумер, разширителни конектори и щипки тип „крокодил“ за бързо създаване на прототипи.
Според анализираната документация има препратки към различни редакции: Някои устройства интегрират ESP32-WROOM-32 и други споменават ESP8266 WiFi модулНа практика поведението на потребителско ниво е подобно: WiFi свързаност за публикуване на данни или получаване на команди от IoT услуги.
Включени ръководства и библиография на производителя
В магазини като Robotopia a Ръководство за програмиране на IoT с micro:bit с образователни упражнения, предназначени единствено за вашия бизнес. Този материал обхваща около 12-13 тренировки (точният брой варира в зависимост от изданието) с разнообразни примери и образователна насоченост.
Производителят също така предоставя дигитално PDF ръководство и онлайн ръководство Оптимизиран за настолни компютри, таблети или мобилни устройства. Обикновено не включва печатна брошура по подразбиране, но можете да отпечатате толкова страници, колкото са ви необходими. Освен това, Има уики и уроци които подробно описват сглобките и кода стъпка по стъпка.
Блоково програмиране в MakeCode и разширението Smarthon
За да започнете програмиране, създайте нов проект в Microsoft MakeCode за micro:bit, докоснете иконата на зъбно колело и отидете на „Разширения“. Там можете да потърсите „смартфон“ и да инсталирате разширението на комплекта.
След инсталацията се появяват две семейства блокове: IoT:bit (WiFi, облак и комунални услуги) y SmartCity (комплект сензори и изпълнителни механизми)Можете да работите в блокове или да превключвате между JavaScript от съответния раздел.
За този комплект има публична PXT библиотека, лицензирана MIT, който декларира подкрепа за PXT/микробит и PXT/калиопаВ инструмента за търсене на пакети ще го видите като „smarthon-smartcity-kit“ и можете да закачите версии, например клона на GitHub, маркиран със специфичен етикет.
Отчитане на сензори: Диапазони и практическо приложение
Комплектът блокира връщаните стойности в нормализирани диапазони, така че логиката е лесна за изпълнение. Това са типичните налични диапазони и функции в разширението Smarthon:
- Амбиентна светлина: от 0 до 100. С
read_light_sensor(Pin)Показва яркостта и можете да решите например кога да включите улична лампа. - Дъжд/капки: от 0 до 100. С
read_raindrop_sensor(Pin)откривате наличието на вода върху повърхността на сензора. - шум: от 0 до 100. Използване
read_sound_sensor(Pin)Вие оценявате нивото на шума в околната среда. - Температура и влажност с DHT11: температура около 0–50 ºC и влажност между 20–80%. Т.нар.
readData(temperature|humidity, DigitalPin)връща всеки параметър поотделно. - Ултразвуково разстояниеот 3 см до 4 м. С
read_distance_sensor(unit, trig, echo)получавате разделянето на обект. - Движение (PIR): булева стойност (откриване/неоткриване). Блокът
read_motion_sensor(Pin)позволява ви да задействате действия при засичане на присъствие.
В задвижващите механизми управлението е също толкова директно: включване на LED светофара по цвят с блок, който активира всеки канал поотделно, регулира интензитета на бял светодиод с turn_white_led(brightness, Pin) o настройва сервото под ъгъл бетон с turn_servo(degrees, Pin).
IoT платформи и съвместими услуги
Разширението IoT:bit опростява Wi-Fi свързаността и интеграцията с облачни платформи. Още от самото начало екосистемата предлага съвместимост с:
- ThingSpeak: улеснява разработването на IoT приложения и анализа/визуализацията на данни в MATLAB.
- Детски интернет на нещата (сега Интелигентен IoT): лесна за използване услуга за качване в облак от производителя. Актуализация на 2025Платформата вече се нарича Smart IoT с достъп в smartiot.space.
- MQTT: лек протокол, идеален за комуникация между машини с много ниска честотна лента.
- IFTTTАвтоматизации от типа „Ако това се случи, направете онова“, полезни за включване на осветление, изпращане на имейли или изпълнение на отдалечени действия.
Тези интеграции идват със специални блокове в MakeCode, така че не е нужно да пишете ниско ниво на мрежов кодКонфигурирате SSID и парола, дефинирате крайната точка или услугата и това е всичко.
Първи проекти: от интелигентна лампа до контейнер с вместимост
Често срещано упражнение за увод е „Умна паркова лампа“: бял светодиод, който се активира автоматично, когато PIR сензорът засече движение. След като сглобите частите и ги свържете съгласно инструкциите, компилирате проекта и копирате HEX файла на устройството MICROBIT (точно като USB флаш устройство).
Ако по някое време копирането се провали и се появи файл FAIL.TXT На устройството повторете процеса на програмиране; понякога е просто въпрос на повторно свързване на кабела и изчакване micro:bit да се рестартира и да завърши флашването.
Предлага се също така „Система за управление на отпадъците“ за да се оцени дали контейнерът е пълен. Ултразвуковият сензор измерва разстоянието до материала вътре в контейнера, а RGB LED показва състоянието: зелено, ако има капацитет, червено, ако е превишен праг (напр. по-малко от 4 см от сензора).
По време на реални тестове беше наблюдавано, че понякога светодиодът се редува между червено и зелено Дори ако кодът е правилен, вероятната причина е случайното нулево отчитане от ултразвука; филтрирането на стойностите или прилагането на средни стойности обикновено стабилизира показанието.
5-звезден разширен сценарий: Транспорт, сигурност и дистанционно управление
Сред най-пълните единици има сценарий от типа „охрана и транспорт“ който съчетава няколко урока: контрол на скоростта на автомобила, автоматични светофари, интелигентно осветление, система за отбрана и автоматизирана врата за дома.
Сглобката обединява няколко модула на IoT:bit и е придружена от WiFi връзка, IFTTT аплети и развитието на a Приложение за Android с MIT App Inventor 2Това е обширен проект, като онлайн ръководството обяснява подробно всеки блок.
Преди да използвате IFTTT и приложението, трябва вземете идентификатора на устройството на устройството. Зарежда се специфична програма (документирана в уикито на IoT:bit) и показва този идентификатор на OLED екрана; ако нещо не реагира, използването на LED като индикатор може да помогне за отстраняване на грешки във връзката.
След като е готов Device ID, конфигурирате в IFTTT a спусък за дата и час да включите осветлението в 18:00 ч. чрез изпращане на контролна команда към услугата „Smarthon IoT (micro:bit)“. Друг аплет може да бъде създаден и с webhook така че, когато в PIR сензора се засече движение, да се изпраща имейл.
Важно е да се отбележи, че някои рецепти изискват ifttt професионалист, месечен план за плащане. Според нашия опит, планираното включване е работило правилно и в посочения час уличният светодиод се е активирал без намеса.
Приложението в MIT App Inventor 2 Изграден е с текстово поле за идентификатора на устройството и бутони „Отваряне/Затваряне“, които изпълняват HTTP заявки за активиране на вратата (серво). След компилиране на APK файла и сканиране на QR кода, той се инсталира на Android и ви позволява да отваряте/затваряте вратата; това е удобно. регулирайте серво клаксона първия път, така че маршрутът да е адекватен.
Друг блок от сцената измерва скорост на превозно средство изчисляване на разстоянието в две семпла (разделени от около 500 ms) и показване на резултата на OLED дисплея. Това е лесен начин за въвеждане на основна кинематика в градски контекст.
Примери за приложения от типа „Умен град“
За да вдъхновят проекти, предложенията включват идеи от реалния живот, които са подходящи за гражданите и градските услуги. Това са някои възможности въз основа на сензорите от комплекта:
- Откриване на нивото на водата на входовете на метрото, за да се предвидят инциденти.
- Автоматично поливане на зелени площи за пестене на вода.
- Автоматични кошчета/кофи за боклук за подобряване на хигиената и намаляване на миризмите.
- Умно градско гнездо да наблюдават местната фауна със сензори.
- Термо-хигрометричен контрол в библиотеките за да се предотврати повреждането на книгите.
Сглобяване, практически съвети и живот в класната стая
Дървените парчета идват маркиран и лесен за премахване, въпреки че идентифицирането на винтовете по размер (M4 x 100 и др.) е по-лесно, ако торбичките са етикетирани. В час е полезно предварително да се подготвят пликовете с референтни номера.
При сглобяването на моделите, някои балсови елементи са много леки в сравнение с твърдостта на кабелите; завъртете малко кабела или използвайте Blu-tack (включен в пакета с аксесоари) подобрява стабилността на комплекта.
В къща със сервоуправляема врата, уверете се, че имате кабела: ако не е с необходимата дължина, Комплектът включва удължителни кабели за да се издигнете на разстояние, без да местите модела. След това регулирайте позицията на сервото, така че да се затваря/отваря без никакви препятствия.
За интензивно използване в класната стая по време на курсовете си струва да се обмисли издръжливост на картонените парчетаПроизводителят предлага „Пакет с материали за пълнене на Smart City“ с резервни части за модели, карта на града, аксесоари и хардуер.
Работен процес на MakeCode: Компилиране и флаширане
Типичният цикъл е програмиране, компилиране и копиране на .hex файла към MICROBIT устройството чрез USB. Ако процесът е бавен или неуспешен, изчакайте да се рестартира, проверете дали не е останал FAIL.TXT и повторете. Процедурата е същата, както ако бяхте използвали платка като Raspberry Pi Pico в режим на масово съхранение.
Когато изтегляте примерни проекти, не забравяйте да щракнете върху „Редактиране“ в MakeCode преди компилиране, за да персонализирате пинове, Wi-Fi мрежи или команди. По този начин избягвате грешки при конфигурацията при превключване от една компилация към друга.
Съвместимост, лицензиране и търсене на пакети
Библиотеката с комплекти декларира съвместимост с различни PXT цели и е под MIT лицензВ инструмента за търсене на пакети на MakeCode ще го намерите по каноничното му име и можете да зададете точната версия от GitHub, ако ви е необходима за класна стая.
В рамките на екосистемата, интеграцията с услуги като Smarthon IoT на IFTTT опростява добавянето на аплети; просто въведете идентификатора на устройството, показан на OLED дисплея, и управляващите команди (напр. включване или изключване на улична лампа).
Наличност на ръководства и търговска подкрепа
Някои дистрибутори включват a собствено ръководство на испански с блоково-ориентирани практики и изображения за сглобяване. Тези материали наблягат на блоково програмиране с MakeCode и всички връзки са направени без запояване.
В случая с Robotopia, ръководството, озаглавено „Ръководство за програмиране на IoT с micro:bit“, обявява 13 разнообразни упражненияи подчертава интеграцията с ThingSpeak, Smart IoT (преди Kids' IoT), MQTT и IFTTT благодарение на специфични блокове създадени от производителя.
Цена на комплекта и необходимите допълнителни елементи
Цената на целия тестван комплект е около 108,90 лвЗа да се покрият 100% от уроците за напреднали, може да се изисква минимум XNUMX%. IFTTT Pro абонамент (приблизително $12,50/месец) и, в някои специфични практики, още един допълнителен IoT:bit и micro:bit.
Ако ще разработвате мобилно приложение, ще ви е необходимо телефон или таблет с Android за да инсталирате APK файла, генериран от MIT App Inventor 2. В iOS е възможно да работите с App Inventor iOS Companion, въпреки че процесът е по-малко директен, отколкото в Android.
Бележки за покупката: Наличност и какво е включено
Не забравяйте, че сърцето на системата е микро:бит, който се продава отделно; добавете също микро USB кабел Ако нямате такъв, списъкът с части може да се различава леко в зависимост от дилъра и може да включва отделни светодиоди за всеки цвят. сензор за ниво на водата или сензор за течност, в допълнение към OLED дисплея и сервомотора EF92A 180°.
Връзката се осъществява с кабели за пускане и конектори на IoT:bit, без запояване. Това улеснява работата в класната стая и намалява времето за подготовка за сглобяване, позволявайки ви да се съсредоточите върху логиката и данните.
Поверителност на магазина: Известие за маркетингови бисквитки
В някои магазини, които продават комплекта, ще видите известия за бисквитки, особено маркетингови. Тези бисквитки се използват за проследяване на реклами. и персонализиране на рекламите. За ваша информация, ето някои често срещани примери и техните дати на валидност:
| Име на бисквитката | доставчик | Цел | Изтичане |
|---|---|---|---|
| fr | Използва се от Facebook за предоставяне на серия от рекламни продукти, като например наддаване в реално време от трети страни рекламодатели. | 3 месеца | |
| IDE | doubleclick.net | Използва се от Google DoubleClick за регистриране и отчитане на действията на потребителя на уебсайта след преглед или кликване върху някоя от рекламите на рекламодателя, с цел измерване на ефикасността на рекламата и показване на целенасочени реклами на потребителя. | 1 години |
| tr | Използва се от Facebook за предоставяне на серия от рекламни продукти, като например наддаване в реално време от трети страни рекламодатели. | сесия | |
| _fbp | Проследявайте посетителите за персонализирани реклами във Facebook | 3 месеца |
Съвети за качество и възможни подобрения
Потребителското изживяване е много положително, с гарантирани часове обучение, но има място за подобрение в малките детайли. Етикети върху винтови торбички би улеснило сглобяването, а малко по-гъвкави кабели или малки тежести биха помогнали на моделите да стоят по-лесно изправени.
В онлайн документацията те могат да се появят малки несъответствия или печатни грешки; производителят обикновено ги актуализира, а междувременно печатното ръководство за учителя обикновено решава това, като обединява версиите на упражненията.
Този комплект предлага пътешествие, което започва с прости примери (като например включване на светлина при засечено движение) и преминава към облачна свързаност, анализ на данни и дистанционно управление, използвайки услуги като ThingSpeak, Smart IoT, MQTT и IFTTT. Комбинацията от физически части, блоково програмиране и уеб услуги Това прави ученето приятно, приложимо и с видими резултати в класната стая, а наличието на ръководства на испански и онлайн ускорява усвояването както от учителите, така и от учениците.
