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tags: 課程規劃
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# Goat 老師的物聯網課程規劃
[TOC]

# 簡介
這是 Goat 老師的物聯網課程規劃，透過伴伴學社群線上交流的方式，整理出適合的資源來協助這堂課的順利進行。

希望課程成果：
* 學會 Python
* 參加 [APCS-大學程式設計先修檢測](https://apcs.csie.ntnu.edu.tw)

## 學習對象
高中生

## 學習重點
* micropython
* 物聯網

# 軟體工具
* 驅動程式與韌體
* 下載 USB 介面驅動程式
* [CH340](https://sparks.gogo.co.nz/ch340.html)
* [CP210x](https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers?tab=downloads)
* 下載 esp8266 韌體
* [官網下載頁面](https://micropython.org/download/esp8266/)
* 關網有根據 flash size 分三個版本，上面的連結是 2MB 以上版本的韌體，若要下載 1MB 或 0.5MB 的韌體，請到[這裡](https://micropython.org/download/?port=esp8266)
* 目前在樂意創客購買的 D1 Mini，flash size 為 4MB
* 燒錄韌體 (使用 [Thonny IDE](https://thonny.org))
1. 點選主選單的 [工具] -> [選項] -> [直譯器]
2. 靠近上方的「直譯器」選項選擇「Micropython (開發板類型)」
3. 點選右下的「安裝或是更新 Micropython」
4. 在 Port 的地方選取連接到開發板的 USB 介面
* 以筆者的開發板為例，NodeMCU 會出現 "Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge"；D1 Mini 會出現 "USB Serial CH340"
5. Firmware 的地方選擇之言下載的 esp8266 韌體
6. 點選安裝並等待完成
* 燒錄韌體 (Windows 環境)
1. 安裝完 USB 驅動程式後，確認裝置管理員的 COM 介面出現板子
2. 使用 python 下載 esptool
`pip install esptool`
3. 清除 esp8266 上原有的韌體
`esptool.py --port COM埠號 erase_flash`
5. 燒錄新的韌體
`esptool.py --port COM埠號 --baud 鮑率 write_flash --flash_size=detect 0 ~/檔案路徑/檔案名稱.bin`
* Putty 終端機
* 下載安裝
* 開啟連線
1. 開啟 Putty
2. 設定連線 
3. Open 

*
* [Thonny IDE](https://thonny.org)
對於初學者來說，它是一個良好而直觀的IDE。上面的韌體燒錄、終端機連線功能，也都可以能使用 Thonny IDE 點滑鼠完成，十分方便。

* [Mu Editor ](https://codewith.mu)
適用於初學者程式設計師的簡單 Python 編輯器。 它透過 ESP32 和 ESP8266 板支援 MicroPython。

它工作得很好，具有簡單直觀的介面，並提供了一個選單，可以快速將MicroPython 韌體刻錄到您的板上，因此您不需要使用 esptool.py 來燒錄韌體。 您只能使用一個軟體寫程式和燒錄韌體。 該軟體還與支援MicroPython 的其他板相容，如 Pyboard 和 micro:bit。

USB to TTL程式安裝

# 實體工具
## 杜邦線
- [(O) 樂意創客](https://www.ruten.com.tw/item/show?22112370271378)
- 好報帳，發票詳細
- 拍照，證明有足夠銅芯
- [(X) 他牌](https://www.ruten.com.tw/item/show?22112370271378)

三用電錶

# 線上工具
## 電路模擬器
- [Fritzing](https://fritzing.org/)

## 電路 & 程式模擬器
- [Wowiki - Ardino & ESP32 Simluator](https://wokwi.com/)

## 參考資源
### 書
[超圖解 Python 物聯網實作入門：使用 ESP8266 與 MicroPython](https://www.books.com.tw/products/0010786530)

[Prototyping Lab「邊做邊學」，Arduino的運用實例](https://www.books.com.tw/products/0010550967)

教案參考
https://sites.google.com/view/yjmtechnology/資訊科技/國三資訊科技/程式專題

[ESP32快速参考](https://docs.singtown.com/micropython/zh/latest/esp32/esp32/quickref.html)

如果要使用{import machine} 可直接参考https://docs.singtown.com/micropython/zh/latest/esp32/esp32/quickref.html

### 社群
[MQTT 與 AIoT 整合運用](https://www.facebook.com/groups/3636001276437792?locale=zh_TW)

### 函式庫
[MicroPython MAX7219 8x8 LED Matrix](https://github.com/mcauser/micropython-max7219)

https://www.youtube.com/watch?v=IyGwvGzrqp8
这篇做得不错

## wokwi
https://wokwi.com/projects/346044979449168468
添加LA

https://wokwi.com/projects/346047563452908114
我写了一个 code 自动识别 pin , 这个思路应该没错吧

- [Max7219 LED 矩陣](https://wokwi.com/projects/345643433824617043)
- 程式碼修改自書本範例程式
- 使用內建 SPI class
- 硬體 SPI 腳位需參考[這個文件](https://docs.singtown.com/micropython/zh/latest/esp32/esp32/quickref.html#id5)中的 SPI 腳位表 (感謝伴伴學的前輩們！)
- 若要使用任意腳位，則需要使用 SoftSPI class。使用 SoftSPI 時，要在建構式額外給一個 miso 腳 (再次感謝伴伴學的前輩們！)
- [動畫轉矩陣數值小工具](https://github.com/eric-yijuin-lin/cshs_iot/blob/main/led-matrix-helper.html)

# 教案草稿
## 心跳血氧偵測
- ESP32 + MicroPython + Max30102（暫時放棄，函式庫只有 IR, RED，然後用這兩個數值推算血氧的算式很複雜
- [Max30102函式庫](https://github.com/n-elia/MAX30102-MicroPython-driver)
- 踩雷筆記
- NodeMCU-32S 在呼叫 setup_sensor() 之前要先跑過 i2c.scan() 否則就會掛掉（作者 GitHub 有提到某些板子會，但沒特別強調)
- ESP32 + Cpp + Max30102
- [MAX30102](https://www.nmking.io/index.php/2023/03/26/1071/)
- [Multi-Thread](https://randomnerdtutorials.com/esp32-dual-core-arduino-ide/) (因為Max30102 必須持續不斷偵測讀數，會卡到其他元件，因此要使用多執行緒)

# 未整理筆記
## Arduino 與 ESP32 的序列溝通
- 晶片的6~11腳內定被用於連接快閃記憶體，所以UART 1無法使用。
- Arduino Tx ----- ESP32 Rx2
- Arduino Rx ----- ESP32 Tx2
- Arduino GND ----- ESP32 GND
- ※ 接好線後燒錄程式時高機率燒不上 Arduino，最好先把程式燒好再接線
- [參考資料1](https://www.programmingboss.com/2021/04/esp32-arduino-serial-communication-with-code.html)
- [參考資料2](https://swf.com.tw/?p=1466)

## 透過 IFTTT 丟資料到 Google 試算表
- https://ithelp.ithome.com.tw/articles/10274039
- https://shop.mirotek.com.tw/iot/esp32-start-30/