基于microbit与拓展板的可拼搭式家居环境检测仪教具的制作方法

本实用新型涉及传感器领域，特别涉及基于microbit与拓展板的可拼搭式家居环境检测仪教具。

背景技术：

随着全球教育信息化浪潮的掀起,以人工智能为首的新媒体技术蓬勃发展起来。“人工智能+教育”是智慧时代发展的产物,人工智能为传统的教学模式提供了新的教改方向,提供了新的平台。在基于microbit的编程学习中，传统的光线测试仪教具复杂且难做，不利于年龄尚小的受众群体，需要设计一款基于microbit主板和拓展板下的可拼搭式的家居环境检测仪。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于公开基于microbit主板与拓展板，实现一种可拼搭式家居环境检测仪教具，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：基于microbit与拓展板的可拼搭式家居环境检测仪教具，包括microbit主板、microbit拓展板、温湿度传感器和1602显示屏，所述microbit主板的输出端通过拓展板上的引脚与microbit拓展板的输入端电连接，microbit拓展板的输出端通过杜邦线与温湿度传感器的输入端和1602显示屏的输入端电连接；

所述microbit主板是一款由英国bbc设计的arm架构的单片机，板载蓝牙、加速度计、电子罗盘、三个按钮、5x5点阵，主要用于青少年的编程教育；在板的边缘连接器上有25个外部连接，我们称之为引脚，有五个大引脚，标为:0、1、2、3v和gnd，0、1和2引脚通常被称为“通用输入和输出”(简称gpio)，这三个引脚还具有使用模数转换器(adc)读取模拟电压的能力，它们都具有相同的功能；沿着同一边缘，有20个小引脚，与三根用于外部连接的大引脚不同，一些小引脚与microbit板上的其他组件共享。有gpio功能的引脚有引脚0、引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16、引脚19和引脚20；有adc/dac功能的引脚有引脚0、引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚10；有iic功能的引脚有引脚19、引脚20；有spi功能的引脚有引脚13、引脚14和引脚15。引脚3的gpio与ledcol1共享，引脚4的gpio与ledcol2共享，引脚5的gpio与按钮a共享，引脚6的gpio与ledcol9共享，引脚7的gpio与ledcol8共享，引脚9的gpio与ledcol7共享，引脚10的gpio与ledcol3共享，引脚11的gpio与按钮b共享；引脚8和引脚12是专用的gpio，用于发送和感知数字信号，引脚16是专用的gpio(通常也用于spf芯片选择功能)；引脚13是用于3线串行外围接口(spi)总线的串行时钟(sck)信号的gpio，引脚14是通常用于spi总线的主输入从出(miso)信号的gpio，引脚15是通常用于spi总线的主输出从入(mosi)信号的gpio；引脚17和18连接到3v电源；引脚19和20实现iic总线通信协议的时钟信号(scl)和数据线(sda)。使用iic，可以在同一总线上连接多个设备，并向cpu发送/读取消息。在内部，加速度计和电子罗盘连接到iic；引脚21和22与gnd引脚连接，没有其他功能。

所述microbit拓展板完全兼容microbit主板和各种传感器模块，拓展板包括芯片u2、芯片u5、芯片u6,芯片u2的1引脚连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端3v3连接，芯片u2的2引脚连接在r4的一端，芯片u2的3引脚连接在r5的一端，芯片u2的4引脚连接在r6的一端，芯片u2的5引脚连接在r7的一端，电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7的另一端连接并接入总地线，芯片u2的27引脚与电阻r2的一端连接，芯片u2的26引脚与电阻r3的一端连接，芯片u2的24引脚与电阻r9的一端连接，芯片u2的23引脚与电阻r8的一端连接，电阻r8和电阻r9的另一端连接并接入总地线；芯片u5的1引脚和芯片u2的22引脚标上同名端，芯片u5的2引脚与电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端接入总地线，芯片u5的3引脚和芯片u2的21引脚标上同名端，芯片u5的6引脚与排针p8的1引脚连接，芯片u5的4引脚与排针p8的2引脚连接；芯片u6的1引脚和芯片u2的20引脚标上同名端，芯片u6的2引脚与电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端接入总地线，芯片u6的3引脚和芯片u2的19引脚标上同名端，芯片u6的6引脚与排针p9的1引脚连接，4引脚与排针p9的2引脚连接。

优选的，所述芯片u2型号为pca9685，所述芯片u5和芯片u6型号为am1016a。

优选的，所述1602显示屏为1602i2clcd。

本实用新型的有益效果：通过在线编写好程序并且下载至microbit主板，通电后该家居环境检测仪教具，通过温湿度传感器测试当前环境中的温湿度，将温湿度数值在1602显示屏上显示出来。dht11温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。1602i2clcd和dht11温湿度传感器搭配进行温湿度测试，具有操作简单、低成本、高可靠性的特点，有利于青少年在在线编程后，即时测试效果，激发其积极性。

附图说明

图1是本实用新型装置原理框图。

图2是本实用新型的microbit拓展板芯片u2的电路图。

图3是本实用新型的microbit拓展板芯片u5的电路图。

图4是本实用新型的microbit拓展板芯片u6的电路图。

图5是本实用新型的microbit在线编程的流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1-5所示，本实用新型为基于microbit与拓展板的可拼搭式家居环境检测仪教具，包括microbit主板1、microbit拓展板2、温湿度传感器3和1602显示屏4，microbit主板1与microbit拓展板2通过拓展板上的引脚电连接，microbit拓展板2的输出端通过杜邦线与温湿度传感器3的输入端和1602显示屏4的输入端电连接；

microbit主板1是一款由英国bbc设计的arm架构的单片机，板载蓝牙、加速度计、电子罗盘、三个按钮、5x5点阵，主要用于青少年的编程教育；在板的边缘连接器上有25个外部连接，我们称之为引脚，有五个大引脚，标为:0、1、2、3v和gnd，0、1和2引脚通常被称为“通用输入和输出”(简称gpio)，这三个引脚还具有使用模数转换器(adc)读取模拟电压的能力，它们都具有相同的功能；沿着同一边缘，有20个小引脚，与三根用于外部连接的大引脚不同，一些小引脚与microbit板上的其他组件共享。有gpio功能的引脚有引脚0、引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚5、引脚6、引脚7、引脚8、引脚9、引脚10、引脚11、引脚12、引脚13、引脚14、引脚15、引脚16、引脚19和引脚20；有adc/dac功能的引脚有引脚0、引脚1、引脚2、引脚3、引脚4和引脚10；有iic功能的引脚有引脚19、引脚20；有spi功能的引脚有引脚13、引脚14和引脚15。引脚3的gpio与ledcol1共享，引脚4的gpio与ledcol2共享，引脚5的gpio与按钮a共享，引脚6的gpio与ledcol9共享，引脚7的gpio与ledcol8共享，引脚9的gpio与ledcol7共享，引脚10的gpio与ledcol3共享，引脚11的gpio与按钮b共享；引脚8和引脚12是专用的gpio，用于发送和感知数字信号，引脚16是专用的gpio(通常也用于spf芯片选择功能)；引脚13是用于3线串行外围接口(spi)总线的串行时钟(sck)信号的gpio，引脚14是通常用于spi总线的主输入从出(miso)信号的gpio，引脚15是通常用于spi总线的主输出从入(mosi)信号的gpio；引脚17和18连接到3v电源；引脚19和20实现iic总线通信协议的时钟信号(scl)和数据线(sda)。使用iic，可以在同一总线上连接多个设备，并向cpu发送/读取消息。在内部，加速度计和电子罗盘连接到iic；引脚21和22与gnd引脚连接，没有其他功能。

microbit拓展板2完全兼容microbit主板和各种传感器模块，拓展板包括芯片u2、芯片u5、芯片u6,芯片u2的1引脚连接电阻r1的一端，电阻r1的另一端3v3连接，芯片u2的2引脚连接在r4的一端，芯片u2的3引脚连接在r5的一端，芯片u2的4引脚连接在r6的一端，芯片u2的5引脚连接在r7的一端，电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7的另一端连接并接入总地线，芯片u2的27引脚与电阻r2的一端连接，芯片u2的26引脚与电阻r3的一端连接，芯片u2的24引脚与电阻r9的一端连接，芯片u2的23引脚与电阻r8的一端连接，电阻r8和电阻r9的另一端连接并接入总地线；芯片u5的1引脚和芯片u2的22引脚标上同名端，芯片u5的2引脚与电阻r11的一端连接，电阻r11的另一端接入总地线，芯片u5的3引脚和芯片u2的21引脚标上同名端，芯片u5的6引脚与排针p8的1引脚连接，芯片u5的4引脚与排针p8的2引脚连接；芯片u6的1引脚和芯片u2的20引脚标上同名端，芯片u6的2引脚与电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端接入总地线，芯片u6的3引脚和芯片u2的19引脚标上同名端，芯片u6的6引脚与排针p9的1引脚连接，4引脚与排针p9的2引脚连接。

芯片u2型号为pca9685，芯片u5和芯片u6型号为am1016a。

1602显示屏4为1602i2clcd。

工作原理：通过在线编写好程序并且下载至microbit主板，通电后该家居环境检测仪教具，通过温湿度传感器测试当前环境中的温湿度，将温湿度数值在1602显示屏上显示出来。dht11温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。1602i2clcd和dht11温湿度传感器搭配进行温湿度测试，具有操作简单、低成本、高可靠性的特点，有利于青少年在在线编程后，即时测试效果，激发其积极性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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