A io t_ganalfhuang_day3_2022q1

1
AIoT基礎入門
Part 3
2022 / Q1

3
課程介紹
上不完
• Day1 AM 失敗的大數據案例
• Day1 PM IoT基礎課程（元件、焊接基礎程式點燈）
• Day2 AM 呼吸燈專案
• Day2 PM 霹靂燈專案（團隊專案）
• Day3 AM 聲音感測、氣體感測
• Day3 PM 心律感測（智慧長照產品規劃與思考）

4
順利上課三大部分需要大家配合
講解部分課程協作部分
1) 上課為團體學習，請開啟合作學
習模式（非競爭模式）
2) 請有經驗的夥伴主動協助，不用
客氣，感謝
1) 請先關注投影螢幕簡報內容
2) 聽完說明後再動手
3) 請優先聆聽補充說明
實作部分
1) 注意杜邦線線顏色、模組腳位、電阻值
與接線順序
2) 注意積木程式是否一致
3) 注意停止實作時間
到站/啟程
課程教材、軟體下載
http://smf.ntc.im

03 吹氣燈
聲音感測器、AP 模式遠端監控
5

6
根據訊號控制 LED 燈
吹一下開燈, 再吹一下關燈

10
靈敏度
靈敏度越高, 對聲音越敏感；反之對雜訊也更敏感
靈敏度旋鈕

11
靈敏度調整
麥克風朝左平放
1
逆時針旋轉到底
2
順時針轉 45 度
3

14
動手做 - 聲音感測器與 LED 的接線
以上選一個接線圖，結果都一樣唷

15
Flag's Block 積木程式
處理聲音感測器的訊號

16
處理聲音感測器的訊號
每 50 毫秒讀取一次感測器的訊號, 所以 1 秒會讀取 20 次
空間中的雜訊, 會讓感測器誤以為聽到聲音, 我們現在調整的
靈敏度使誤以為聽到聲音的次數在 1 秒中不會超過 5 次
我們吹一口氣, 對感測器來說是連續的聲音, 1 秒超過 5 次

17
吹一下開燈, 再吹一下關燈

18
18
1
加入腳位輸出 / 設定腳位的電位為…積木
2 設定為低電位 (LOW)
動手做 - 熄滅 LED

19
19
1
加入變數 / 設定變數的初值積木,
設定名稱為燈的狀態
2 加入邏輯 / 真 (true) 積木, 並改成假 (false)
真 (true) ：開燈
假 (false) ：關燈
布林變數
動手做 - 設定變數 (燈的狀態)

20
20
1
設定名稱為聽到聲音的次數
2 加入數學 / 0 積木
我們要此變數來紀錄一秒內聽到幾次聲音
動手做 - 設定變數 (聽到聲音的次數)

21
21
1
設定名稱為紀錄時間
加入時間 / 開機到現在經過的時間 (毫秒) 積木
2
動手做 - 設定變數 (紀錄時間)
我們要此變數來紀錄過了多久

22
22
要怎麼知道過了多久了？
Ｔ(時間)
t1 t2
t2 - t1
開機

23
23
判斷吹一口氣的程式處理機制
Ｔ(時間)
判斷與紀錄時間是否相差超過 1 秒
0 1 2 3 4
-
切換 LED 燈
必須在 1 秒內
聽到聲音的次數
開
機
時
間

24
24
Ｔ(時間)
判斷與紀錄時間是否相差超過 1 秒
0 1 2 3 4
必須在 1 秒內
0 1 2
必須在 1 秒內
…

25
25
1 加入時間 / 暫停 1000 毫秒積木, 更改為 50 毫秒
2
加入流程控制 / 如果執行積木
3 加入邏輯 / = 積木 (右鍵：多行輸入)
加入腳位輸入 / 讀取腳位的電位高低積木, 更改為 D1
4
5 加入腳位輸入 / 高電位積木
動手做 - 判斷是否聽到聲音

26
26
1 加入流程控制 / 如果執行積木, 點小齒輪增加否則區塊
2 加入邏輯 / = 積木, 更改為 > 符號 (右鍵多行顯示)
3 加入數學 / + 積木, 更改為 - 符號 (右鍵多行顯示)
加入時間 / 開機到現在經過
的時間 (毫秒) 積木
4
加入變數 / 變數積木, 更改為紀錄時間
5
加入數學 / 0 積木, 更改為 1000
6
開機時間
超過一秒
一秒內
動手做 - 判斷 "現在時間" 與上次的 "紀錄時間" 是否相差超過 1 秒

27
27
紀錄時間
0
1 加入變數 / 設定變數為積木, 更改為聽到聲音的次數
加入數學 / 0 積木
2
3 加入變數 / 設定變數為積木, 更改為紀錄時間
4 加入時間 / 開機到現在經過的時間 (毫秒) 積木
動手做 - 第一次的聲音 ( 1 秒外 )

28
28
0 1 2 3 4
1 秒內
加入流程控制 / 如果執行積木, 點小齒輪
增加否則區塊
1
動手做 - 進入 1 秒內的狀態

29
29
3 4 切換 LED 燈
判斷聽到聲音的次數是否等於 4
1
加入變數 / 設定變數為積木,
更改成燈的狀態
2
3 加入邏輯 / 非積木
加入變數 / 燈的狀態
4
真 (true)
假 (false)
真 (true)
假 (false)
動手做 - 次數達 4 次

30
30
3 4 切換 LED 燈
設定腳位 D2 的電位為
1 2 變數 / 燈的狀態
真 (true)
假 (false)
高電位 (HIGH)
低電位 (LOW)
動手做 - 次數達 4 次

31
31
完整程式碼 - SETUP 設定

32
完整程式碼 - 主程式

LAB 二氧化碳
遠端監控
33

34
各類氣體感測器
氣體感測器可以偵測環境中的二氧化碳/酒精濃度,根據濃度的高低不同,而輸出對應的訊號。
感測器背面有標示腳位名稱
酒精氣體

35
類比訊號
35
許多感測器會輸出不同的的電壓值來代表感測器的狀態,例如二氧化碳/酒精濃度越高,感測器輸出電壓則越高。
數位訊號
類比訊號 0 ~ 5V

36
D1 mini 的類比輸入
D1 mini 的類比輸入可以幫我們量測外界的電壓值,故可得知感測器狀態。
量測電壓範圍約是 0 ~ 3.2V。

37
使用分壓電路轉換到可量測範圍
37
0~5V 分壓電路
二氧化碳感測器的輸出電壓
0~3.2V
類比輸入

38
分壓電路概念（酒精已內置）
38
我們可以用和尚搶水喝的比喻來看分壓電路

39
使用類比輸入讀取量測電壓值
39

40
電阻色碼
40
紅紅紅金橘白紅金

41
動手做 - 氣體感測器接線
CO2的同學看這裡接線酒精的同學看這裡接線

43
積木程式 - 酒精值檢測

45
讚
http://smf.ntc.im/index.php?topic=13.0

46
什麼是血氧濃度? …
氧合血紅素占總血紅素容量的百分比

47
如何量測 SpO2 …
紅光紅外光

49
• 血液氧氣偵測可以作為人體心肺功能最初步的判斷
49

50
血氧(SpO2)
的偵測原理
50

51
51
典型脈搏血氧計可根據HbO2和Hb對紅光(採用600∼750nm波長)和
紅外線光(採用850∼1,000nm波長)的吸收特性

55
如何量測 SpO2 …

56
接線圖 …
3V3
G
D2
D1
GND
SDA
VIN
SCL

57
I2C 通訊介面 …
前面的序列傳輸只能一對一兩個裝置互傳
使用 I2C 介面則可串接多個裝置相互傳輸
個別裝置間以 I2C 位址 (數值) 來區別彼此
D2
D1

58
範例程式 : LAB 05 血氧濃度計 …
改網路名稱(每個人要不一樣)

61
實測 : 自製遮光片 …

64
錯誤排除 …
沒有亮燈
1. 先將連接 3V3 的線拔起後再重新插入
2. 按 D1 mini 上的 reset 鈕。

66
LAB09
遞迴神經網路脈搏機
實驗目的
利用 MAX30100 量測 PPG 訊
號,並使用 RNN 當作動態閥值,
計算出脈搏速率,再透過網頁當介
面,打造一台脈搏機。

67
如何量測脈搏? …
還記得它嗎?

69
接線圖 …
220Ω
長
短
3V3
G
D2
D1
SDA
VIN
SCL
GND

70
範例程式:LAB09 遞迴神經網路脈搏機
…
上傳網頁資料:
『 FlagsBlock/www/
webpages_heart.h 』
OR
改網路名稱(每個人要不一樣)

75
AI 的發展 - 機器學習 …

77
LAB07
簡易心電圖機
實驗目的
利用 AD8232 ,量測心電圖訊號,
並使用 RNN 將訊號中的小雜訊
濾除掉,製作一個簡單的心電圖機。

79
心臟電
流傳導
途徑
79

84
如何量測心電圖? …
使用肢體導程中的導程 Ι

85
用神經網路來濾波 …
有記憶的神經網路
遞歸神經網路(RNN)

86
接線圖 …
G
3V3
A0
GND
3.3V
OUTPUT

88
範例程式 : LAB 07 簡易心電圖機 …
OR

89
實測 – 開啟Arduino內建的繪圖家 …
先在 Arduino IDE 中開啟程式碼
按此鈕開起
序列埠繪圖家

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