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使用IoT和Excel讓日期視覺化

我們的目標是使用micro:bit從感測器收集基本數據，並使數據在Excel中視覺化。

為此，將執行以下三個步驟：

對控制器編碼，收集感測器數據，並透過其內建的串行通訊端口傳送數據。
把micro:bit連接到PC的串行端口。
我們將在Excel中編寫一小段程序，從串行端口讀取數據到網格中。

從micro：bit到Excel

步驟一：對micro：bit進行編程
對micro:bit編碼是其中最簡單的事情。Microsoft實際上已經準備了一個以Web為基礎的開發環境（Microsoft是micro:bit的創始合作夥伴之一）。

您要做的就是瀏覽www.makecode.com，選用micro:bit作為開發設備，使用視覺化的「積木程式」編寫一段小程序。

為此實驗編寫的程式會從兩個可輕鬆使用的感測器（加速度計和光照水平）中收集數據，藉由串行通訊端口以每100毫秒的時間傳送一次感測器採樣。

示範編碼：

步驟二：將程式下載到micro:bit
現在要做的是將程序下載到Micro:Bit中。因此，請使用USB將micro:bit連接到個人電腦，會出現類似外接硬碟的圖示。

接著從MakeCode環境中下載HEX文件，並保存到設備中。幾秒鐘後程式會開始運行。

也可以從這裡下載：https://makecode.microbit.org/_cjvC4RU1CVUD

步驟三：與個人電腦連接
現在控制器已開始運作並發送數據，在嘗試匯入Excel之前，最好驗證一下個人電腦是否可確實看到傳入的數據流。因此您需要按照https://www.microbit.co.uk/td/serial-library上的說明操作。

基本上您需要做下列兩件事：

安裝驅動程序，使micro:bit作為串行端口「出現」在您的個人電腦上，可以在此處下載驅動程式：

串連通訊終端模擬器必須用於測試。您需要配置正確的COM端口。在此環境中配置為COM3。我們假設Excel中的範例編碼是這樣，因此如果您的編碼不同，稍後則需要修改Excel編碼配置正確的端口。

完成此操作後，在模擬器中的數據流看起來像這樣：

如果數據來自終端模擬器，請至「設備管理器」選擇「端口」，找到「USB串行設備」。

單點右鍵查尋屬性，選擇端口設置，將第一個數據更改為「115200」。

點選「高級設置」，將「COM端口號」設定為「1」或「2」，點選確定。

輸入的數據流-光照水平和加速度

步驟四：在Excel中編程

現在已輸入了數據流，將其匯入Excel吧。電子表格包含兩個部分

用於與微控制器通訊的VBA代碼
基本的網格數據操作功能，用於分拆數據點並繪製成圖表。

在此可找到電子表格的副本：https : //techcommunity.microsoft.com，或在此處下載

當打開Excel副本時，會提示「The macro is forbidden」，點選「start macro」是很重要的步驟。

數據流無窮無盡，為了方便本實驗，我們將過濾收集到的最後30個數據樣本。

還有一點：從VBA中的串連通訊端口讀取數據時，最可靠的方法是逐字節讀取而不是整行讀取。還有其它可能會漏掉數據的情況（取決於通訊速度、VBA執行的速度等），這就是為什麼每行開頭都要寫入「D：」的原因。如果讀取的行不是以該行開頭，則該行將被視為垃圾數據而被忽略。

事不宜遲，以下是從VBA編碼中節錄的主循環：

此編碼段中有幾件事需要注意：

打開COM3：使用115,200 baud（Micro:Bit發送數據的速度）端口。
一次讀取一個字節，直到檢測到行尾（char（13））。
每當讀取一行時，它將被推入網格到固定列中的下一行。行號固定在2-31之間，簡化範例。
有個用於停止讀取的標誌，由停止鈕（來自另一個Macro）控制。

理解此編碼的最佳方法是在除錯模式下執行並逐步檢查，因此繼續下載範例並進行實驗吧！

現在我們已經可將數據匯入到Execel網格中並繪製了圖表。是時候使用正在收集的數據了！

為了保持通用性，VBA腳本按原始樣本將數據讀取到網格中，因此「E」列包含實際數據，而這些數據都是透過電線傳輸的。在我們的例子中，它是兩個數字，以逗號分隔。

因此，我們要做的第一件事是將其分成每行兩個不同的值：燈光水平和加速度值。我特意以這種方便閱讀的方式操作–使用FIND公式查找匯入數據中的「，」位置，接著使用NUMERVALUE和LEFT and RIGHT公式將字符串分開並將其轉換為兩個數值。

以下是的訊息是有關我用來分拆輸入數據字符串中的值的公式：

=FIND(",",E2,1)：查找表格E2中第一個逗號的位置（其中包含逗號分隔值的原始字符串）。
=NUMBERVALUE(LEFT(E2,F2-1))：將字符串的左側移到逗號位置，將其轉換為數值，這個代表光線感測器的數值。Micro:Bit中的光線數值範圍為0到255。
=NUMBERVALUE(RIGHT(E2,LEN(E2)-F2))：與前面的公式類似，這裡僅使用右側數字，即加速度值。值可以在X、Y或Z軸上，也可以組合在一起。詳細說明在此。

我另外還增加了1~30的固定「列」，因此圖表將會有X軸。

最後一部分為根據數值建立兩張圖表。在這兩個參數中，X軸是行號、Y軸是從感測器匯入的數據（光線或加速度）。看起來像下圖這樣：

步驟五：修改VBA代碼

點選「View」選擇「macro」。

選擇「StartBtn-clikc」並執行。

為先前的端口值修改「COM」數值，此處的範例編碼為「2」。

將Excel保存到右上角，並重新開啟。

最終成果-匯入的數據可即時視覺化！

您現在所要做的就是點選「Start」，查看數據匯入並即時繪製圖表！

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