AIQ智能語音聲控燈 DIY幻彩燈組裝流程及實體延伸應用|奧斯丁國際有限公司 OURSTEAM Internationl

AIQ智能語音聲控燈 DIY幻彩燈

目錄：
第一章 AIQ燈組裝流程
第二章編程前導介紹及說明
(一) 悟空擴充板
(二) micro:bit與悟空板硬體連接
(三) 悟空板與燈條硬體連接
(四) Neopixel擴充積木下載
(五) 如何把程式導入micro:bit實體?
第三章 AIQ燈活動專案
活動一: 用主板按鍵及觸碰感測器變化不同燈號與音樂
活動二: 用主板光線值變化不同燈號
活動三: 用主板溫度值變化不同燈號
活動四: 用主板音量值變化不同燈號
活動五: 擴充土壤濕度模組變化不同燈號
活動六: 透過廣播功能變化不同燈號
活動七: 擴充語音模組以自訂指令控制燈號(AI聲控燈)
活動八: 透過擴充語音模組＋程式設計出解決生活中
問題的燈號(AI抽獎燈)
活動九: 透過擴充語音模組＋MP3模組增添生活科技感(AI 音樂播放氣氛燈)

第一章 AIQ燈組裝流程

第二章編程前導介紹及說明

(一) 悟空板說明

備註：

悟空板內建400mAh鋰離子電池組和板載電源控制系統，使用USB線將悟空板連接電腦，僅需20分鐘即可進行快速充電，充滿電後可一次運行40分鐘以上。LED燈會由左至右依序閃爍發光，四顆燈全亮表示已充飽電。

按一下悟空版電源開關以打開電源，按兩下關閉電源，接著LED指示燈熄滅。

(二) micro:bit與悟空板硬體連接

將micro:bit背面朝向悟空板排針孔插入。
悟空板底版尺寸約為7x5樂高積木大小，可以完美地和LEGO結合。

(三) 悟空板與燈條硬體連接

若您有同時購買燈條與語音辨識模組，
燈條與悟空板連接使用的杜邦線為母母（母母杜邦線附在語音辨識模組內）
語音辨識模組連接悟空板的杜邦線為公母

負極(GND)及正極(VCC)提供電子模組電流，另一個接口則是micro:bit的某一個腳位(P0或P1或P2等)和電子模組溝通用的訊號接口(Signal)，這三個接口的英文縮寫便是 GVS。負極(GND)為黑色，正極(VCC)為紅色，訊號 (Signal)為黃色。

WS2812B燈條為5V燈條，是一個序列控制RGB LED的IC，只要有VCC、DI、GND三條線就可以控制串接的燈。

擴充板上有3對5V電源連接器，能以5V驅動感測器或伺服馬達。只需要將5V模組的連接線連接到5V電源接口、並將信號線連接到感測器或伺服馬達的信號接口即可。

硬體完成連接示意圖：

(四) Neopixel擴充積木下載

micro:bit加入燈條應用，需要在Makecode中，設定Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。
點選Extensions → 輸入 Neopixel 搜尋擴充積木接著點選圖示即可下載至Makecode專案中。

(五) 如何把程式導入micro:bit實體?

1. 將 micro USB 傳輸線插至電腦的 USB 槽來完成連接micro:bit。

2. 點選Makecode平台左下角的Download，即可下載程式hex.程式檔案。

3. 下載程式檔案後，開啟電腦的【下載】資料夾。

4. 接著拖曳hex.程式檔案到micro:bit儲存槽中。

5. 亦可以將hex.程式檔案拖曳到MakeCode專案中開啟、編輯。

6. 將micro:bit插入悟空板主板排孔。

第三章 AIQ燈活動專案

活動一：用micro:bit主板按鍵及觸碰感測器變化不同燈號與音樂

1. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

2. micro:bit加入燈條應用，需要在Makecode中，設定Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。
點選Advanced →Extensions → 輸入 Neopixel 搜尋擴充積木接著點選圖示即可下載至Makecode專案中。

3. 在Makecode中，拉出程式，並將程式傳送到micro:bit中即可實現透過按鍵及感測器控制燈光。設定燈條接到P15腳位(依實際接線而定)，燈條有15顆燈(數量依硬體而定)。設定好後這個燈條會指定到變數strip，藉由設定strip為變數，便能控制燈條。

當按A鍵時，燈條亮紅色、顯示R(代表Red)並發出Middle C單音；按下B鍵，燈條亮綠色、顯示G(代表Green)並發出hello提示音；觸碰logo時，燈條亮藍色、顯示B(代表Blue)並播放旋律。

程式連結

觀看案例結果影片：

活動二：用micro:bit主板光線值變化不同燈號

1. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

2. micro:bit加入燈條應用，請在Makecode中下載Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。

3. 在Makecode中，拉出以下程式，並將程式導入到micro:bit中。

設定燈條接到P15腳位(依實際接線而定)，燈條有15顆燈(數量依硬體而定)。設定好後這個燈條會指定到變數strip，藉由設定strip為變數，便能控制燈條。

設定micro:bit在碰觸其logo時會顯示當下的光線數值。

在重複無限次不間斷的狀況下，如果感測到的光線數值等於或大於100時，燈條亮藍色；如果感測到的光線數值小於100大於50時，燈條亮綠色；如果感測到其他數值，燈條則顯示黃色。

程式連結

觀看案例結果影片：

活動三：用micro:bit主板溫度值變化不同燈號

1. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

2. micro:bit加入燈條應用，請在Makecode中下載Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。

3. 在Makecode中，拉出以下程式，並將程式導入到micro:bit中。

設定燈條接到P15腳位(依實際接線而定)，燈條有15顆燈(數量依硬體而定)。設定好後這個燈條會指定到變數strip，藉由設定strip為變數，便能控制燈條。

設定micro:bit在碰觸其logo時會顯示當下的溫度數值。

在重複無限次不間斷的狀況下，如果感測到的溫度數值等於或大於35時，燈條亮紅色；如果感測到的溫度數值小於35，等於或大於30時，燈條亮藍色；如果感測到其他數值，燈條則顯示黃色，為正常數值。以此完成一個micro:bit高溫警報燈。

程式連結

觀看案例結果影片：

活動四：用micro:bit主板音量值變化不同燈號

1. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

2. micro:bit加入燈條應用，請在Makecode中下載Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。

3. 在Makecode中，拉出以下程式，並將程式導入到micro:bit中。

設定燈條接到P15腳位(依實際接線而定)，燈條有15顆燈(數量依硬體而定)。設定好後這個燈條會指定到變數strip，藉由設定strip為變數，便能控制燈條。

設定micro:bit在碰觸其logo時會顯示當下的音量數值。

在重複無限次不間斷的狀況下，如果感測到的音量數值等於或大於80時，燈條亮紅色；如果感測到的音量數值小於80大於50時，燈條亮綠色；如果感測到其他數值，燈條則顯示藍色。

程式連結

觀看案例結果影片：

活動五：擴充土壤濕度模組變化不同燈號

當把土壤濕度感測器插入盆栽中，燈條會依據所偵測到的濕度值而有所變化，從而延伸成為天氣燈的應用。可以透過按下micro:bit logo，偵測到的濕度值便會顯示在其LED矩陣上。可以稍微記錄，當該盆栽的土壤缺水的時候，數值是多少，當土壤富含水份的時候，數值是多少，再調整一下程式內的數據，即可簡單且直觀地透過IQ燈的顏色來判斷是否該幫盆栽澆水的參考。

土壤濕度計有兩個叉尖，只有叉尖上的金屬部份能接觸到水，其他的部份不行插入土壤中。

1. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

2. 將土壤濕度感測器連接到悟空板，黑色線(負極)對正悟空板上的G，紅線(正極)對正悟空板上的V，黃線(訊號線)對正對正悟空板上的P0腳位。

(以上圖為例，左邊的黑紅黃線連接土壤濕度感測器；中間的棕紅橘線連接5V燈條)

3. micro:bit加入燈條應用，請在Makecode中下載Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。

4. 在Makecode中，拉出以下程式，並將程式導入到micro:bit中。

設定燈條接到P15腳位(依實際接線而定)，燈條有15顆燈(數量依硬體而定)。設定好後這個燈條會指定到變數strip，藉由設定strip為變數，便能控制燈條。

設定micro:bit在碰觸其logo時，顯示當下讀取到來自P0腳位的類比信號。偵測的是土壤中水份的多寡，因此濕度值屬於類比信號，偵測數字範圍是0~1023。

在重複無限次不間斷的狀況下，如果感測到的濕度數值等於或大於500時，燈條亮紅色；如果感測到的濕度數值小於500大於200時，燈條亮綠色；如果感測到其他數值，燈條則顯示藍色。

程式連結

觀看案例結果影片：

活動六：透過micro:bit廣播功能變化不同燈號

當手上擁有多片micro:bit的時候，透過其自身的廣播功能，可以結合IQ燈作不同的活動變化。廣播功能需要「至少兩片」micro:bit，由一片 micro:bit 負責發送廣播訊號，再透過另外一塊 micro:bit 接收廣播訊號，根據訊號進行對應的事件。在此案例中，也可以讓兩片 micro:bit 可以互相發送與接收，所以兩片 micro:bit 的程式積木是相同的，形成雙主板的控制功能。

廣播功能概述 :

應用說明：

1. 此案例以兩組IQ燈、悟空板、micro:bit及燈條組合作示範。

2. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

3. micro:bit加入燈條應用，請在Makecode中下載Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。

4. 在Makecode中，拉出以下程式，並將程式導入到micro:bit中。

設定燈條接到P15腳位(依實際接線而定)，燈條有15顆燈(數量依硬體而定)。設定好後這個燈條會指定到變數strip，藉由設定strip為變數，便能控制燈條。兩組micro:bit需設定相同group數字(0~255任選，以下使用數字1為例)。

假設其中一片micro:bit作為發送端按下A鍵時，將傳送字串R給同群組的接收端micro:bit，並顯示字串R。
當接收端micro:bit收到同群組的發送端所傳送的字串R時，接收端會顯示字串收到的字串，燈條亮紅色，並播放單音Middle C。
同時接收端也可以更換角色作為主動的發送端角色，給同群組的micro:bit，進行雙主板控制，以此類推。

程式連結 (雙主板控制)

觀看案例結果影片：

活動七：擴充語音模組以自訂指令控制燈號(AI聲控燈)

當把語音辨識模組連接到悟空板上，燈條會依據所學習到的語音指令而變化成相對應的燈光，從而延伸成為智能語音聲控燈的應用。聲控指令可以客製化，更方便使用者作語音訓練。

1. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

2. 將ASR語音辨識模組連接到悟空板。請確保每條杜邦線皆插到底，顏色依序對照插入。19連接CL、20連接DA。

若您有同時購買燈條與語音辨識模組，
燈條與悟空板連接使用的杜邦線為母母（母母杜邦線附在語音辨識模組內）
語音辨識模組連接悟空板的杜邦線為公母

3. micro:bit加入燈條應用，請在Makecode中下載Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。

4. micro:bit加入語音辨識模組應用，需要在Makecode中下載ASR函式庫來進行與語音相關程式設計。
點選Advanced → Extensions → 輸入網址：https://github.com/elecfreaks/pxt-ASR 搜尋擴充積木，接著點選圖示即可下載至Makecode專案中。

5. 在Makecode中，拉出以下程式，並將程式導入到micro:bit中。

程式連結

觀看案例結果影片【聲控紅燈/綠燈/藍燈】：

其他延伸應用

程式連結

活動八：透過擴充語音模組＋程式設計出解決生活中問題的燈號(AI抽獎燈)

在舉辦活動的時候，很常會有抽獎的環節。往往人工記錄抽獎人數，會比較容易有獎品不夠發放的臨場狀況發生。這時候透過擴充語音模組以及程式設計導入，讓我們能夠透過科技能力解決生活中所遇到的問題，避免發生抽到獎品發送完畢的狀況發生。只需對著麥克風說「你好，小恩」喚醒語音助理，對著小恩說「抽獎」，抽獎燈就會閃爍並且隨機抽出一個顏色顯示在燈上，燈光顏色與獎品對應以下圖作示範。

1. 將LED燈條接到悟空板的P15腳位。

2. 將ASR語音辨識模組連接到悟空板。請確保每條杜邦線皆插到底，顏色依序對照插入。19連接CL、20連接DA。

3. micro:bit加入燈條應用，請在Makecode中下載Neopixel函式庫來進行與燈相關程式設計。

4. micro:bit加入語音辨識模組應用，需要在Makecode中下載ASR函式庫來進行與語音相關程式設計。

5. 在Makecode中，拉出以下程式，並將程式導入到micro:bit中。

6. 接著啟動語音模組，對著它說:「你好，小恩」。

7. micro:bit按A鍵進入學習模式。學習名稱需進行約三次的學習，可依據編程內容自訂義字詞。以此案例可定義「抽獎」。
成功時會回覆：「學習成功」。若失敗請再清楚的說一次即可。

8. 學習完「抽獎」指令，不需再進行學習，告訴它：「退出學習」即可。

9. 完成學習模式後，對著語音模組說:「你好，小恩」，接著說出小恩剛學習過的「抽獎」指令，即可叫喚程式呈現結果。