تسجيل البيانات الحية مع بايثون ومو Mu.

تصور مستشعر مايكروبيت (micro:bit) للبيانات الحية باستخدام بايثون و مو Mu.

هذا الدليل سيريك كيف يمكنك استخدام بايثون لعرض البيانات من مستشعرات المايكروبيت (micro:bit) في نفس الوقت باستخدام محرر مو Mu.

سوف تحتاج إلى:

  • قطعة أو قطعتين من المايكروبيت (micro:bit).
  • جهاز كمبيوتر مثبت به الإصدار 1.0 أو أعلى من محرر مو بايثون Mu.
  • حزمة بطاريات (اختياري).
  • شاحنة ( لعبة ) أو كلب (اختياري).

مقدمة

The BBC micro:bit has various built-in sensors. على سبيل المثال ، به مقياس سرعة ،يمكنه قياس الجاذبية في 3 أبعاد ، ومقياس المغناطيسية الذي يقيس المجالات المغناطيسية. وتستخدم هذه المستشعرات لجعل الأمور تحدث عندما تهزّ المايكروبيت (micro:bit) أو تقلبه رأساً على عقب في مشاريع البوصلة.

باستخدام بايثون و محرر مو Mu يمكنك التقاط قراءات مباشرة من أجهزة الاستشعار الصغيرة: وعرضها في رسم بياني في الوقت الفعلي على شاشة الكمبيوتر. يوضح الرسم البياني أدناه كيفية عمل ذلك:

إبدأ الآن

افتح محرر Mu وتأكد من اختيار وضع مايكروبيت (micro:bit). الآن انقل برنامج بايثون التالي إلى مايكروبيت (micro:bit):

    
from microbit import *

while True:
    sleep(20)
    print(accelerometer.get_values())
  

بعد ذلك إضغط على الزر REPL في مو Mu (REPL )ترمز لـ حلقة القراءة و التقييم و الطباعة. انها تسمح لك بالتفاعل مع المايكروبيت (micro:bit) باستخدام سطر أوامر بلغة بايثون، كتابة الأوامر النصية التي تعمل مباشرة على المايكروبيت (micro:bit) الخاص بك.)

أعد تشغيل المايكروبيت (micro:bit) بالضغط على زر إعادة التعيين في الخلف. لابد أن تشاهد الآن مجموعات من ثلاثة أرقام تمرّر لأعلى الشاشة. هذه هي قراءات مقياس السرعة. إذا قمت بهز المايكروبيت (micro:bit) سترى التغيير.

هذه الأرقام تومض بسرعة و من الصعب معرفة ما تعنيه. يمكنك تسهيل فهمها من خلال تمثيلها بالرسم البياني. اضغط على زر الراسم Plotter في مو Mu وسوف تشاهد قراءات الاستشعار رسمت في نفس الوقت. يمكنك جعل الرسم البياني أكبر وأسهل للرؤية بالضغط على الزر REPL مرة أخرى.

A graph of data logged from a micro:bit and Mu

لابد أن تشاهد ثلاثة أسطر: أخضر وأزرق وبرتقالي، كل منها يعرض قياسًا في محور مختلف (X و Y و Z). هل يمكنك معرفة أي خط يبين أي محور؟

إذا قمت بهزّ المايكروبيت (micro:bit) قليلاً ستشاهد الخطوط تتحرك عن كثب. الآن ضع المايكروبيت (micro:bit) على الطاولة ووجهه للأمام وتابع النظر للخطوط مرة أخرى. لابد أن تشاهد الخطوط الزرقاء والخضراء حول 0 ، والخط البرتقالي أقل بكثير بحوالي -1000. اقلب المايكروبيت (micro:bit) رأسا عى عقب و ستشاهد قراءة الخط البرتقالي تغيرت إلى +1000.

وهذا يوضح تأثير الجاذبية على مقياس السرعة. يتم قياس الأرقام بالمللي -ز، أو واحد في الألف . 1g (1000 milli-g) قوة الجاذبية هذا يعني أن الأرض تسحب على microbit الخاص بك في محور واحد أكثر من الآخرين ، لذا يجب أن يكون الخط البرتقالي قياس القراءات في المحور Z.

الآن أرطم الطاولة ويجب أن ترى خطوط تتحرك مثل التتبع على جهاز قياس الزلازل الذي يقيس هزات الأرض. ماذا يحدث عندما تضرب الطاولة بشكل أكثر صلابة وأكثر نعومة وأقرب وأبعد؟

إذا أوقفت ال micro:bit يجب أن ترى الخط الأخضر يرتفع إلى 1000 مع الخطين الآخرين عند 0. وهذا يعني أن الخط الأخضر يعرض قياسات في المحور Y.

أوقف ال micro:bit على جانبها وسترى الخط الأزرق يتحرك إلى 1000 أو -1000 اعتمادًا على الجانب الذي تضعه فيه.

تستخدم هذه القراءات أيضًا لعمل إيماءات المايكروبت مثل "اهتزاز" ، "أعلى" ، "لأسفل" ، "يسار" ، "اليمين" ، "وجهًا لأعلى" وعمل "الوجه لأسفل".

لا تستطيع نقل الكود البرمجي وتشغيل برنامجك ؟

إذا لم تتمكن من تشغيل أحد البرامج على جهازك ال micro:bit لأنه لا يعمل الزر "فلاش" ، فقد تحتاج إلى إغلاق REPL أو الراسمة بالضغط على الأزرار مرة أخرى. لا يمكنك تشغيل البرامج أثناء استخدام REPL أو الراسم أثناء استخدامهم نفس الواجهة التي يستخدمها جهاز الكمبيوتر الخاص بك لبرامج الفلاش إلى micro: bit.

دليل الفيديو

إليك مقطع فيديو تعليمي يوضح كيفية الحصول على تسجيل بيانات حية باستخدام micro: bit و Python و Mu:

إضافة جهاز استشعار عن بعد باستخدام عنصر الإذاعة radio

قد تجد أنه من المفيد أكثر أن تكون قادرًا على تسجيل البيانات عن بُعد ، دون الحاجة إلى توصيل USB. على سبيل المثال ، يمكنك إرفاق قطعة صغيرة micro: bit إلى عربة لعبة ، وعرض تسارعها أثناء تدويرها لأسفل منحدر.

يمكنك استخدام الوظيفة الإذاعية (radio ) في الmicro : bit للقيام بذلك. سيكون المستشعر ( الحساس) في ال micro: bit . والذي يتم توصيله للبطارية الخلفية وإرسال البيانات لاسلكيا. ستحتاج إلى ال micro:bit لتلقي البيانات وإرسالها عبر كابل USB إلى Mu على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

نقل وتشغيل الكود البرمجي بلغة البايثون الى مستشعر الmicro:bit

  
from microbit import *

while True:
    sleep(20)
    print(accelerometer.get_values())
  

ثم افصل ال micro:bit من جهاز الكمبيوتر الخاص بك والمعلق على بطارية. وهي تنقل الآن 3 قراءات مقياس تسارع (X ، Y و Z ) كل 20 ملي ثانية كسلسلة من الحروف.

ستبقى ال micro:bit لثانية مترابطة على جهاز الكمبيوتر الخاص بك عن طريق كابل USB الخاص به. انقل برنامج بايثون التالي:

  
from microbit import *
import radio
radio.on()

while True:
    message = radio.receive()
    sleep(20)
    print(message)
  

كما كان من قبل ، انقر على زر REPL في مو ، إعادة تشغيل ال micro:bit عن طريق الضغط على زر إعادة الضبط على الظهر والضغط على زر الراسمة في Mu. يجب أن تشاهد الآن قراءات التسارع حية من جهاز استشعار اخر ، وأجهزة الاستشعار عن بعد باستخدام الmicro:bit

بالإضافة إلى إرفاقه بسيارة متحركة ، يمكنك تجميع المستشعر عن بعد مع شريط مطاطي ولعب (لعبة الصيد) ومعرفة ما يحدث للقراءات. ما هي التجارب الأخرى التي يمكنك طرحها؟

Storing captured data

You can study any captured data at a later date. Mu saves your data as a CSV (comma separated values) file, which you can open in any spreadsheet program. If you highlight the data in a spreadsheet you can plot the data as a line graph to make it easier to interpret.

You can find the CSV files in your computer's home folder. Look in 'mu_code' and then the 'data_capture' folder.

Taking it further

You could try taking readings from other built-in sensors like the compass or by adding external sensors like temperature probes, light sensors or sound sensors. For example, you can plot how strong magnetic fields are near your micro:bit using this Python program and using Mu Plotter:

  
from microbit import *

while True:
    sleep(20)
    print(compass.get_field_strength(),))
  

This may look a bit odd! The Mu Plotter only works with tuples (values grouped together), so we have to put the trailing comma after the reading from the compass. Flash this program to a micro:bit, open the REPL and the Plotter, restart the micro:bit and see what happens when you bring different metal objects or magnets close to your micro:bit.

You can find more information on how the Mu plotter works here: https://codewith.mu/en/tutorials/1.0/plotter

امرح!

Selecting this opens external content from our support system, which adheres to their privacy policy.