Monk 為 Micro Bit 製作硬體 V1A CO2 底座

介紹
CO2 Dock 是一個真正的 CO2 感測器,結合了溫度和相對濕度感測器,專為與 BBC micro:bit 配合使用而設計。此開發板可與 micro:bit 版本 1 和 2 開發板搭配使用。本手冊包含五個實驗,並附有 MakeCode 區塊中的程式碼。
二氧化碳與健康
我們呼吸的空氣中二氧化碳的含量直接影響我們的健康。從公共衛生角度來看,二氧化碳水平特別令人關注 view 簡單來說,它們衡量了我們呼吸了多少其他人的空氣。我們人類會呼出二氧化碳,因此,如果幾個人處於通風不良的房間裡,二氧化碳的含量就會逐漸增加。傳播疾病的病毒氣溶膠也是如此。二氧化碳水平的另一個重要影響是認知功能——你的思考能力。以下引述來自美國國家生物技術資訊中心:「在二氧化碳濃度為2 ppm時,決策績效的九個量表中有六個出現了中等且具有統計意義的下降。在二氧化碳濃度為2 ppm時,決策績效的七個量表出現了大幅且具有統計意義的下降。」資料來源: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3548274/ 下表基於以下資訊: https://www.kane.co.uk/knowledge-centre/what-are-safe-levels-of-co-and-co2-in-rooms 並顯示了二氧化碳達到何種程度就會變得不健康。
| 二氧化碳含量(ppm) | 筆記 |
| 250-400 | 環境空氣中的正常濃度。 |
| 400-1000 | 濃度是空氣交換良好的室內空間的典型特徵。 |
| 1000-2000 | 抱怨困倦和空氣品質差。 |
| 2000-5000 | 頭痛、嗜睡和 stag南特,陳舊,悶熱的空氣。 也可能出現注意力不集中、注意力不集中、心率加快和輕微噁心。 |
| 5000 | 大多數國家的工作場所暴露限制。 |
| >40000 | 接觸可能導致嚴重的缺氧,導致永久性腦損傷、昏迷,甚至死亡。 |
入門
正在連接
CO2 Dock 從 BBC micro:bit 取得電力。這通常是透過 micro:bit 的 USB 連接器進行的。將 BBC micro:bit 連接到 CO2 Dock 只需將 micro:bit 插入 CO2 Dock 即可,如下所示。
請注意,CO2 Dock 底部的環形連接器連接到 micro:bit 的環形連接器,讓您可以將其他東西連接到 micro:bit。如果 micro:bit 已通電,則 CO2 Dock 的 MonkMakes 標誌中的橘色 LED 將會亮起,以顯示已通電。
顯示二氧化碳讀數
MakeCode 連結: https://makecode.microbit.org/_A3D9igc9rY3w 程式以百萬分率顯示二氧化碳讀數,每 2 秒刷新一次。當你點擊頁面頂部的程式碼連結時,MakeCode 系統將會開啟一個預view 視窗如下圖所示: 
您可以預先view 該程序,但您無法更改它,或者更重要的是,無法將其放在您的 micro:bit 上,直到您單擊指示的編輯按鈕。這將開啟正常的 MakeCode 編輯器,然後您可以按照正常方式將程式上傳到您的 micro:bit。 
當程序首次啟動時,您可能會看到不太可能的二氧化碳水平讀數。這是正常的。 CO2 Dock 使用的感測器需要幾分鐘才能讀數穩定。一旦讀數穩定下來,請嘗試在 CO2 Dock 上呼吸以增加 CO2 讀數。請注意,二氧化碳讀數需要一些時間才能上升,而回落到房間的二氧化碳水平則需要更長的時間。這是因為進入感測器腔室的空氣需要一些時間才能與感測器外部的空氣混合。
程式碼非常簡單。起始塊包含塊高度。如果您居住在高處(超過 500 公尺),則此區塊很有用,然後您應該將值從 0 更改為您的身高(以米為單位),以便感測器可以補償改變二氧化碳測量值的降低的大氣壓力。每 2ms 區塊包含每 5000 秒運行一次的程式碼。您會發現這對於塊面板的循環部分中的每個區塊都很有用。每個區塊都包含顯示數字區塊,該區塊以 CO5 ppm 區塊為參數,在 micro:bit 的顯示器上滾動顯示。如果您在操作過程中遇到任何問題,請參閱這些說明末尾的故障排除部分。
二氧化碳計
MakeCode 連結: https://makecode.microbit.org/_9Y9Ka2AWjHMW
程式建立在第一個實驗的基礎上,當按下按鈕 A 時,顯示攝氏溫度,當按下按鈕 B 時,顯示百分比相對濕度tage.
使用本頁頂部的程式碼鏈接,按照與實驗 1 中相同的方式將此程式安裝到您的 micro:bit 上。當您按下按鈕 A 時,目前二氧化碳讀數顯示完成後,將顯示攝氏溫度。按鈕 B 顯示相對濕度(空氣中的水分含量)。
二氧化碳警報器
MakeCode 連結: https://makecode.microbit.org/_EjARagcusVsu
該程式在 micro:bit 的顯示器上將二氧化碳水平顯示為條形圖,而不是數字。此外,當二氧化碳水平超過預設值時,顯示幕會顯示警告符號。如果您有 micro:bit 2 或連接到 P2 的揚聲器,那麼當超過 CO2 閾值時,專案也會發出蜂鳴聲。 
數據記錄到 FILE
MakeCode 連結: https://makecode.microbit.org/_YeuhE7R7zPdT
此實驗僅適用於 micro:bit 版本 2。

要使用程序,請按下按鈕 A 開始資料記錄 - 您將看到一個心形圖標,表示一切正常。秒ampling 設定為 60000 毫秒(1 分鐘)——非常適合整夜運行實驗。但是如果您想加快速度,請在每個區塊中變更此值。減少amp較長的時間意味著收集更多的數據,並且記憶體會更快耗盡。當您想要完成記錄時,再次按下按鈕 A。您可以同時按下按鈕 A 和 B 來刪除所有資料。如果 micro:bit 的快閃記憶體不足以儲存數據,它將停止記錄並顯示「骷髏」圖示。資料被寫入 file 名為 MY_DATA.HTM。如果你訪問你的 MICROBIT 驅動器 file 系統,你會看到這個 file。這 file 實際上不僅僅是數據,它還包含 view數據。如果您雙擊 MY_DATA.HTM,它將在您的瀏覽器中開啟並顯示以下內容:
這是您的 micro:bit 上的資料。為了分析它並創建自己的圖表,請將其傳輸到您的電腦。您可以複製並貼上數據,或將其下載為 CSV file 您可以將其匯入電子表格或圖形工具。了解有關 micro:bit 資料記錄的更多資訊。
如果你點擊視覺預覽view 按鈕,將顯示一個簡單的數據圖。
micro:位元資料日誌

這是一個視覺預覽view 您的 micro:bit 上的資料。若要進行更詳細的分析或建立自己的圖表,請將其傳輸到您的電腦。您可以複製並貼上數據,或將其下載為 CSV file,您可以將其匯入電子表格或圖形工具。

該專案僅適用於 micro:bit 版本 2,因為它使用資料記錄器擴展,而該擴展本身僅與 micro:bit 2 相容。資料記錄器擴充功能有一組列區塊,可讓您命名正在記錄的資料列。當您想要將一行資料寫入表中時,您可以使用日誌資料區塊。資料記錄器擴充功能還具有 on-log-full 區塊,當 micro:bit 沒有足夠的空間來儲存讀數時,它將運行其中的命令。
透過 USB 記錄數據
MakeCode 連結: https://makecode.microbit.org/_fKt67H1jwEKj
此項目僅適用於 micro:bit 版本 2,使用 Google Chrome 瀏覽器效果最佳。即便如此,你可能會發現 web Chrome 的 USB 功能並不總是可靠地運作。這也是一個項目,其中 micro:bit 必須透過 USB 線連接到您的電腦。而不是將數據記錄到 file就像我們在實驗 5 中所做的那樣,您將透過 USB 連接即時將資料記錄到您的電腦中。
程式上傳後,使用配對的 micro:bit,點擊「顯示資料裝置」按鈕,您將看到類似這樣的內容。 
捕獲資料後,您可以單擊藍色下載圖示將其儲存為 CSV file 可以匯入到電子表格中,您可以在其中繪製圖表。 
由於這三個讀數實際上是在略有不同的時間記錄的,因此在 CSV 中將有一個單獨的時間列 file,針對每種閱讀類型。建立圖表時,只需選擇 x 軸的一個時間列 - 哪一個都可以。此項目使用您可以在串行類別的區塊中找到的串行寫入值區塊。這會透過 USB 連接將讀取傳送到電腦瀏覽器中執行的 makecode 編輯器。
MAKECODE擴展
CO2 Dock 使用 MakeCode 擴充功能來提供一組區塊以簡化程式設計。前任ample 程式已經安裝了擴展,但如果您要開始一個新項目,則需要安裝該擴展。要做到這一點:
- 前往 micro:bit 的 MakeCode web網站在這裡: https://MakeCode.microbit.org/
- 點擊 + New Project 建立一個新的 MakeCode 專案 - 隨意命名
- 點擊 + 擴充功能並在搜尋區域貼上以下內容 web 地址:
- https://github.com/monkmakes/makecode-extension-scd41 這應該會帶來一個搜尋結果。

- https://github.com/monkmakes/makecode-extension-scd41 這應該會帶來一個搜尋結果。
- 點擊 MonkMakes CO2 Dock 擴充功能即可安裝。
- 點擊 ← 返回,您會發現一些新區塊已新增到 CO2 Dock 類別下的區塊清單中。

區塊描述
註 1. 該區塊的使用會非常緩慢地腐蝕感測器的 EEPROM(2000 次寫入),因此該區塊僅限於在重置之間調用一次。
故障排除
- 問題: micro:bit 的 CO2 Dock 上的琥珀色電源 LED 未亮。
- 解決方案: 確保您的 microbit 本身已通電。如果您的物品是電池供電,請嘗試使用新電池。
- 問題: 當我第一次運行我的程式時,二氧化碳讀數似乎是錯誤的,有時是 2 或非常高的數字。
- 解決方案: 這是正常的。感測器需要一些時間來穩定下來。感測器啟動後的最初幾分鐘內,請忽略任何讀數。
學習
微:位編程
如果您想了解有關使用 MicroPython 對 micro:bit 進行編程的更多信息,那麼您應該考慮購買 Simon Monk 的書“編程 micro:bit:開始使用 MicroPython”,該書可從所有主要書商處購買。對於一些有趣的專案想法,您可能也會喜歡 NoStarch Press 為瘋狂科學家設計的 micro:bit。您可以在以下位置找到有關 Simon Monk(該套件的設計者)的書籍的更多資訊: https://simonmonk.org 或在 X 上關注他 @simonmonk2 
僧侶
有關此套件的更多信息,請訪問產品主頁: https://monkmakes.com/co2_mini 除了這個工具包,MonkMakes 還製作各種工具包和小工具來幫助您的創客項目。 了解更多信息以及在哪裡購買: https://monkmakes.com 您也可以在 X @monkmakes 上關注 MonkMakes。 
從左到右:micro:bit 太陽能實驗套件、micro:bit 電源供應器(不包括交流電源供應器)、micro:bit 電子套件 2 和 micro:bit 7 段。
常見問題解答
房間內二氧化碳的安全濃度是多少?
房間內二氧化碳的安全水準如下:
- 250-400 ppm:環境空氣中的正常濃度。
- 400-1000 ppm:空氣交換良好的室內空間的典型濃度。
- 1000-2000 ppm:抱怨困倦和空氣品質差。
- 2000-5000 ppm:頭痛、嗜睡和tag南特空氣。可能會出現注意力不集中和心率加快的情況。
- 5000 ppm:大多數國家的工作場所暴露限值。
- >40000 ppm:暴露可能導致嚴重的健康問題,包括腦損傷和死亡。
文件/資源
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Monk 為 Micro Bit 製作硬體 V1A CO2 底座 [pdf] 使用者手冊 硬體 V1A、硬體 V1A CO2 Micro Bit 底座、硬體 V1A、CO2、Micro Bit 底座、Micro Bit |

