【自造DIARY】micro:bit 空氣盒子製作教學（上篇）

Posted By CIRCUS Pi on 6 月 4, 2019 in ESP8266, Micro:bit, 創客萊吧MakerLab, 教學文 | 0 comments

作者：創客萊吧 MakerLab

本篇文章教大家用 micro:bit 製作空氣盒子，空氣感測、溫度、濕度一應具全，有興趣的人一起做看看吧！

曾有人用 Arduino 、 NodeMCU 與 LinkIt7697 各製作了可以偵測 PM2.5 、溫度與濕度的版本的空氣盒子，並將資料透過 Wi-Fi 放在 ThingSpeak 上，那若換成 micro:bit 能不能成功呢？答案是當然可以，馬上來看看製作教學吧！

所需材料：

micro:bit x1
MbitBot x1
0.96 OLED 顯示螢幕 x1
ESP-12F 模組（需改成 5V ） x1
震動感應器 x1
PMS3003（G3）x1（需將 VCC、 GND、 SET 與 TXD 的線拉出製成杜邦公端）
Micro USB 數據線
DHT11下列線材與螺絲請視自己使用的各模組接口與螺絲孔而定。
Grove 母座雙頭線 x2
Grove 母座 to 母端杜邦線 x3
固定用螺絲螺帽與外殼（可自行設計）

注意事項：

在所需材料中有特別提到要將 ESP-12F 修改成 5V ，因為 MbitBot IO 的電壓接近 5V ，直接接上 ESP-12F 可能會損壞。修改非常簡單，一般購買的 ESP-12F 會附贈一個轉板，將 ESP-12F 焊在轉板後，在轉板的背面焊上一顆 AMS1117（ 3..3V ），並將正面中間那顆電組解焊就完成了，記得將轉板焊上連接用的排針。

至於空氣品質感測器 PMS3003 的部份，需將線拉出製成杜邦公端，只需將 VCC 、 GND 、 SET 與 TXD 的線拉出即可， PMS3003 的接口標示如下：

VCC、GND 是用於供電，TXD 的線是傳輸偵測值，SET 可設定是否進入低功耗模式（圖片來源：創客萊吧提供）

連接時間：

MbitBot 上面有八個接口，分別將各個模組如下圖位置連接，程式示範將會以下圖接的位置來撰寫。

MbitBot 有8個接口（圖片來源：創客萊吧提供）

每個模組除了 VCC 與 GND 接在 MbitBot 各個接口的 5V 與 G 的位置外，其餘訊號線的連接如下描述：

PMS3003 的 TXD 接在 MbitBot 的 P1 ， SET 接在 P2 。
DHT11 的訊號接在 MbitBot 的 P5 。
ESP-12F 的 RXD 接在 MbitBot 的 P15 ， TXD 接在 P16 。
OLED 的 SDA 接在 MbitBot 的 SDA， SCL 接在 SCL 。
震動感應器的訊號接在 MbitBot 的 P13 。

組裝完成的樣子（圖片來源：創客萊吧提供）

程式示範：

確認接線無誤就可以來撰寫程式囉，首先打開 MakeCode 並安裝 MbitBot 的程式庫，沒使用過 MbitBot 可以參考：

https://www.makerlab.tw/blog/categories/micro-bit%E7%B3%BB%E5%88%97

目前安裝最新的 MbitBot 程式庫同時也會自動搜尋並安裝 OLED 與 Neopixel 兩個程式庫。

安裝MbitBot程式庫時便會自動搜尋、安裝OLED 與Neopixel （圖片來源：創客萊吧提供）

第一步先讓感測器的值顯示在螢幕上，點選 OLED 並拉出初始化設定的積木「initialize OLED with height 64 width 128」這個積木，並放到當啟動時。

將「initialize OLED with height 64 width 128」這個積木，放到「當啟動時」（圖片來源：創客萊吧提供）

新增五個變數並點選 MbitBot 拉出 PMS3003 與 DHT11 的值，將數值放入變數內，再放到重複無限次，這一步是為了一口氣將所有數值讀取出來，記得選擇所接的接口編號喔。

這一步驟是為了將所有數值讀取出來，別忘了選擇所接的接口編號（圖片來源：創客萊吧提供）

接下來將感測器數值透過螢幕顯示出來，點選 OLED 並拖曳出如下圖所示的程式積木，內容是先清除螢幕並新增標題為「 AirBox 」，透過「 insert newline 」這個積木可以空一行，並依序新增標題與數值。

新增標題「 AirBox 」，並利用「 insert newline 」這個積木空一行（圖片來源：創客萊吧提供）

後面依序新增標題與數值（圖片來源：創客萊吧提供）

這時可以暫停一秒來做個測試，如果接線無誤，下載程式到 micro:bit 應該就會顯示了。因為讀取程式需要時間，所以開機後要耐心等待個幾秒鐘，螢幕才會顯示，不過如果等超過 10 秒還沒顯示就代表是錯誤，請不要再癡癡等待。

螢幕顯示就代表接線成功（圖片來源：創客萊吧提供）

上傳 ThingSpeak

接下來我們就將感測器的數值送上 ThingSpeak 吧！不想傳到網路上的夥伴可以跳過這段，關於 ThingSpeak 的註冊與使用這邊就不贅述了，不知道的夥伴可以 Google 一下。因為我們總共有 5 個數值（ PM1.0 、 PM2.5 、 PM10 、溫度與濕度），所以要在自己的 Channel 增 5 個 Chart ，這裡用的排序是 PM1.0 、 PM2.5 、 PM10 、溫度、濕度。

回到 MakeCode ，先刪除暫停一秒的程式，點選 MbitBot 並拖曳出如下圖的兩個積木，第一個 ESP8266 程式積木記得選擇連接的接口，並在 SSID 與 KEY 填入您的 Wi-Fi 帳號密碼，第二個 Upload ThingSpeak 程式積木請在 API Keys 的位置填入您 ThingSpeak Channel 的 Write API Key ，並依照 Chart 的排序在下方欄位放入感測器讀值，因為只有 5 個，其餘的空著即可。

點選 MbitBot 並拖曳出兩個積木（圖片來源：創客萊吧提供）

因為連接與上傳需要時間，所以程式積木本身已內含所需的延遲時間，所以不需要再額外新增暫停的積木。將上述程式下載到 micro:bit ，耐心等待一段時間後應該就能在 ThingSpeak 上看到自己的資料囉！

程式積木本身已包含所需的延遲時間，所以不需再新增暫停的積木（圖片來源：創客萊吧提供）

如果您過了幾分鐘都看不到資料，或是是因為您的 Wi-Fi 較弱，程式內建的時間太短，還來不及連不上 Wi-Fi ，程式就執行下一步了。可以在剛剛新增的 ESP8266 程式積木下方加入暫停時間，如下圖所示。

看不到有可能是 Wifi 問題，可以另外新增暫停時間（圖片來源：創客萊吧提供）

除了顯示與上傳，當然也要亮個燈讓 Micro:bit 直覺顯示空氣品質概況，我們就以PM2.5 的值來作為顯示什麼顏色的依據吧！

首先點選左邊選單的 Neopixel 並拉出如下圖的積木新增到當啟動時，並設定 pin 為 P12 （因為 MbitBot 上的 RGB 燈是連接在 P12 喔），後方輸入 4 是因為我們有 4 個 RGB LED ，並拉出設定亮度的積木「 strip set brightness 」將光線調弱一點。