🛠️ 复赛装置实操教程 声音感知楼道灯 · v1.2

💻 电脑装好软件，认清那根线 ⏱ 30min家长陪同

🎯 目标：Thonny 装好、Chrome 就绪、确认 USB 线能传数据——后面所有卡点 80% 出在这一步。

1. 装 Thonny（Python 编辑器 + 串口监视二合一）：官网 thonny.org 下载 Windows 版，一路"下一步"。⚠️ 别装成微软商店旧版。
2. 浏览器用 Chrome 或 Edge（MakeCode / python.microbit.org / Thonny 的 WebUSB 都只认这两个内核）。
3. 认数据线：micro:bit 必须用"能传数据"的 USB 线（多为扁平 Micro-USB / 部分新款是 Type-C）。只有两条芯的"充电线"插上去毫无反应——这是新手第一大坑。分不清就拿它给手机传一次照片，能传才用。
4. 给装置定一个"工位"：桌面铺一块硬卡纸当背景（后面拍模型照片直接用），板子、灯条、传感器各归各位，别用金属别针硬币垫板子。

📦 清点零件，让板子先"活"一次 🔌 真板子⏱ 20min

🎯 目标：确认 micro:bit v2 是好的——先不带任何传感器，跑通一个官方演示。

1. 对照清单打勾：micro:bit V2 主板（背面印着 nRF52833、正面有麦克风小孔和圆形喇叭孔才是 V2）□ WS2812 灯条 □ 声音传感器模块（若买了）□ 光照模块/BH1750（若买了）□ 杜邦线母对母一排 □ USB 线 □ 充电宝。
2. USB 线插板子 → 电脑。电脑应弹出一个叫 MICROBIT 的 U 盘。没有？换线、换 USB 口，按板子背面 RESET 小圆点。
3. 出厂演示此时应在 25 颗 LED 上滚动图案——说明板子是好的。没有图案？打开 MakeCode 首页「无线电/快速上手」刷一个 factory.hex。
4. 烧一个测试程序：打开 makecode.microbit.org → 新建 → 拖「显示图标·爱心」进「永远」→ 下载 → 拖进 MICROBIT 盘 → 等 10 秒，板子心跳起来 ✅ 板子、线、烧录链路全部打通。

🌈 WS2812 灯条 → P2 🔌 接线💻 测试代码⏱ 20min

🎯 目标：接 3 根线 + 刷一个测试程序，亲眼看到灯条"红→绿→蓝→流水灯"。只接线不刷代码，灯条不会自己亮。为什么灯条接 P2 而不是 P0？参赛的正式程序 main.py 定死了：声音传感器要用 P0"听"、光照用 P1、灯条走 P2。测试接 P2，和正式程序同一根脚——接一次线，后面永远不用挪。

第 1 步 · 认清三个"金手指"（翻到板子背面看丝印）

🧭 箭头是命门：灯条接头/板上印着"DATA IN ▶"箭头，那是数据流动方向。箭头朝板子这头 = 接对；朝外 = 第一颗永远不亮。拿不准就把三针插头拔下转 180° 重插试一次——"完全不亮"一半是它解决的。

第 2 步 · 断电接 3 根线（拔 USB 再碰杜邦线，接完家长目视再上电）

💡 为什么一根数据线就够：WS2812 像"一串传球的小朋友"——数据从第一颗灯进去，每颗只留下属于自己的 24 位（红8位+绿8位+蓝8位），剩下的传给下一颗，一颗传一颗点亮整条。所以方向接反时第一个"小朋友"接不到球，全条灭。

第 3 步 · Thonny 写测试程序刷进去

1. USB 连板 → 开 Thonny → 右下角解释器选 MicroPython (micro:bit)（没配置过？看 STEP 4 烧录法 A 的第 1~3 步）。
2. 新建文件 → 粘贴下方代码 → 先数一数自己灯条几颗灯，改 NUM = 8 这个数字（8 颗写 8，16 颗写 16）。
3. 保存 → 位置选 micro:bit 设备上的文件系统 → 文件名 main.py → 点 ▶ 运行。

# 灯条点亮测试 · STEP 3 专用（脚位与正式 main.py 一致：pin2）
from microbit import *
from neopixel import NeoPixel

NUM = 8          # ← 改成你灯条的实际颗数
np = NeoPixel(pin2, NUM)   # 正式程序 LED_PIN = pin2，测试也用它
B = 40           # 亮度上限 40/255，防掉电重启（大坑！正式版内置的是 BRIGHT=80）

def fill(r, g, b):
    for i in range(NUM):
        np[i] = (r * B // 255, g * B // 255, b * B // 255)
    np.write()

while True:
    fill(255, 0, 0); sleep(600)     # 全红
    fill(0, 255, 0); sleep(600)     # 全绿
    fill(0, 0, 255); sleep(600)     # 全蓝
    for i in range(NUM):            # 流水灯
        fill(0, 0, 0)
        np[i] = (0, B, B)
        np.write()
        sleep(120)

第 4 步 · 不亮？按概率从高到低逐条查

🎤 声音/光照接入，把主程序装进板子 🔌 接线+烧录⏱ 40min

🎯 目标：完整装置一次跑通，串口每秒吐一行数据，屏幕显示 Q / T / L。

📌 本页 STEP 3/4 接线表与 main.py / README 逐字对齐：声音 P0、光照 P1 或 IIC 座、灯条 P2。接完让孩子沿三根信号线从模块摸到板子丝印，摸通一遍才算"自己的装置"（答辩必考）。

烧录法 A（推荐）：Thonny

1. 板子插电脑（MICROBIT 盘出现）。
2. Thonny 菜单「工具 → 设置」→「解释器」→ 选 MicroPython (micro:bit)，端口选 WebUSB（没驱动也能连）。确定。
3. 若提示板子上不是 MicroPython 固件 → 同意 Thonny 刷入（默认 MicroPython v2 固件，自带 USB 串口功能——比赛允许，属官方标准固件非封装）。
4. 打开 源码包/main.py（文件→打开，选到那个 5.9KB zip 解压后的文件）→ 点绿色 ▶ 运行旁的下拉 →「上传到当前设备为 main.py」。
5. 拔插一次 USB（或按 RESET）。板子屏幕滚动 Q（安静），灯条亮暗橙色 → ✅ 主程序跑起来了。
6. 看 Thonny 下方 Shell：每秒打印一行 时间,响度,光照,档位。这就是后面所有实验数据的水源。

烧录法 B（备用）：python.microbit.org

1. 打开网站 → 粘贴 main.py 全部代码 → 下载 .hex → 拖进 MICROBIT 盘。适合 Thonny 连不上时救急。

🎯 目标：STEP 7 会要求思涵"用自己的话讲每段代码"，评委必问这 4 个概念。先把它们变成她自己的话，后面照着做实验时越做越明白。方法：家长读一遍类比 → 孩子合上页面复述 → 答对了才继续。

🔗 每个词在 main.py 里的位置：TH_TALK/TH_LOUD/SUSTAIN_MS 在"② 可调参数"段；滑动窗口在主循环"第 1 步"；三档判断在"第 2、3 步"；串口打印在"第 5 步"。选 MakeCode 积木路线的孩子：拼法逐步对照在资料包 04-模型原型/MakeCode积木版对照.md，逻辑与 main.py 完全等价（提交截图+.sb 即可）。

📏 测出"安静/说话/喧闹"各是多少 → 写回代码 ⏱ 40min🔬 出数据

🎯 目标：TH_TALK、TH_LOUD 不再是"拍脑袋的默认值"，而是孩子自己量出来的数——研究报告里"调参依据"一栏就填这张表。

1. 手机装一个分贝计 APP（应用商店搜"分贝"，任选免费款），和串口读数对照记录——双列对照表是报告的加分项。
2. Thonny Shell 打开（或跑 python 数据记录工具.py 存 CSV）。装置固定 0.5m 距离对着声源。
3. 三种环境各测 30 秒，把响度数字抄进表：

   场景	串口响度（记3次）	手机分贝	当时档位
   ① 安静（深夜模拟：关电视、小声呼吸）	＿＿＿	＿＿dB	应为 Q·暗橙
   ② 正常交谈（0.5m 处聊天）	＿＿＿	＿＿dB	应为 T·暖黄
   ③ 突然喧闹（拍手/喊一声）	＿＿＿	＿＿dB	应为 L·亮白

4. 定参数：TH_TALK ≈ 安静均值和交谈均值的中点；TH_LOUD ≈ 喧闹值往下留 10% 余量。SUSTAIN_MS 先保持 2000。
5. 改 main.py 里这两个数 → 重新上传 → 三种场景再过一遍，档位切换全对 → ✅ 标定完成。把最终两个数字抄进报告，并注明"由实测标定产生"。

📊 采集正式数据，替换报告里的占位数字 ⏱ 共约2h🔬 出数据

🎯 目标：15 组有效数据 + 延时观察，支撑"结论"一节。

1. 跑 数据记录工具.py（电脑端）：选 COM 口 → 开始记录 → 自动生成 CSV。一次实验录 1–2 分钟。
2. 固定条件：距离 0.5m 一次、1.0m 一次（卷尺量）；每场景重复 5 次取平均，灯光档位响应是否稳定全记。
3. 重点观察两件事并写进日志：① 从发声到亮白灯延迟大约几秒（SUSTAIN_MS=2000 决定了至少 2 秒——这就是"持续判断"的代价与意义）② 短促脚步声/关门声会不会误触发（正确结果：不会，因为不足 2 秒）。
4. 实验间隙把 CSV 数据画成简单折线图（Excel 即可）：时间轴 + 响度 + 档位三列，截 2–3 张图留给报告和展板。

🌗 故意让作品失败一次，再把理解写进代码 ⏱ 60min🏆 创新点素材

🎯 目标：日志里那次"被脚步声骗到"的失败有了实锤复现 + 修复对比数据；答辩语言从她嘴里说出来。

1. 把 SUSTAIN_MS = 2000 改成 0 → 上传 → 在装置旁正常走路。灯被杂音乱触发 → 录 20 秒 CSV，记下误触发次数。
2. 改回 2000 → 同一动作重测 → 误触发次数归零。两组数字写进日志"至暗时刻"一节：问题→原因（毛刺信号）→改进（持续窗）→验证（前后对比）。被评委问创新点，就指着这段讲。
3. 复述环节：让思涵用自己的话逐段讲"这段为什么这么写"（20ms 采样 / 0.5 秒窗口取最大值 / 三档状态机 / 每秒串口打印），家长边听边把她原话补成代码注释（禁止成人化措辞，孩子口吻是加分项，如"取最大值是因为声音是一跳一跳的，平均值会把拍手算丢了"）。
4. 注释改完，代码重新过一遍 STEP 5 三场景 → 一切正常 → 定稿。

🏙️ 搭"未来城市楼道"，拍 5 张照片 📷 提交材料⏱ 2h

1. 硬纸盒开口立起来当楼道，卡纸剪台阶/扶手/门牌，装置固定在"楼道天花板"位置（高度示意即可；微缩场景控制在 800×800×800mm 内、整机 <1kg——按展板口径报，稳妥）。
2. 拍 5 张（单张 ≤5MB，可压缩）：① 场景全景 ② Q 档暗橙小夜灯特写（安静）③ T 档暖黄特写（交谈）④ L 档亮白特写（拍手）⑤ 接线/背面细节（证明是自己搭的）。三档特写就是展板主图。
3. 拍的时候让屏幕 Q/T/L 入镜——照片替你回答"程序真的在跑"。

🎬 三档切换最有看点，别拍成说明书 📷 提交材料⏱ 1h（含重拍）

🎯 目标：一条合格的一镜到底视频。权威分镜以资料包 05-展示视频/90秒分镜脚本.md 为准（7 段 0:00–1:30 时间轴+逐段台词），本页只列拍摄纪律。

1. 节拍（照分镜走）：0:00 自报家门 → 0:12 场景盒介绍 → 0:25 安静 Q 档 → 0:40 交谈满 2 秒切 T 档（刻意把这 2 秒延迟拍进去=展示持续判断）→ 0:58 喧闹 L 档 → 1:12 失败复现（必拍！）：突然拍一下手马上停，灯不升级——这是"阈值+持续时间"创新点的影像证据，分镜和展板都指着这段讲，没有"失败镜头"会被扣分 → 1:24 报实测数据收尾。
2. 硬要求：MP4/H.264，≤90 秒、≤30MB、一镜到底不剪辑（官网复赛口径，比赛项 PDF 写的"5 分钟"更严，以官网为准）；不加速、不倒放、不加字幕特效；手机横屏+飞行模式，提前锁对焦曝光。
3. 台词里的数据（第 1:24 段"3 种场景各测 5 次…"）等 STEP 5–7 做完换成实测数字再拍；排练 2 遍再开机，拍 2 条选 1 条。

📤 重新打包 + 7 个标签上传 🏁 提交⏱ 半天

1. 重新压缩源码包：改过阈值/注释的 main.py 放回 源码包/，连同 README.md、数据记录工具.py 打成 zip（10/14 已把 BRIGHT 封顶+BH1750 自动识别打进包里，重打包时在这版基础上改，别回退旧版）。解压后双击可读、无加密混淆=合规要求。
2. MakeCode 并行路线（可选加分）：编辑器整屏截图 2~3 张 + 菜单→下载→MakeCode 项目(.sb) 一并放 zip，附 MakeCode积木版对照.md——体现"图形化与代码等价"的理解。
3. 三份文字材料（申报书/研究报告/科学日志）把占位数据全部换成 STEP 5–7 实测值 → 转 PDF → 打印签字 → 学校盖章 → 扫描回电子版。
4. 上传 7 个标签：学籍证明*、项目申报书、研究报告、科学日志、模型原型*（zip）、项目展板、展示视频。展板按 06-项目展板/展板900x1200分栏文案.md 排版，JPG ≤5MB。
5. 统一命名规则：地市-学校-组别-项目名称-姓名 → 成都-少城小学-小学高年级组-未来城市-王思涵，7 个文件全部用这一个文件名前缀。
6. 10/20 前传完，留缓冲应对平台审核退回/补材料（硬截止 10/26，10/27 省组委会上报名单）。

① 孩子讲得出的才算她的：每步让她先复述再动手，你只念步骤不当讲师；讲不明白一起看 README，别看短视频代劳。

② 过程数据 > 完美结果：STEP 7 那次故意失败是全场最值钱的日志——评委最烦"零失败"包装出来的项目。

③ 评分权重（F1 赛项说明 7.2 原文，共 100 分）：科学探究完整性与深度 60（探究过程 15+数据统计分析 15+探究建模 10+反思拓展 10+提出问题 5+猜想假设 5）＞科学论证与沟通 25（临场答辩只占其中 5）＞模型构建与验证 15。💡 大头在实验过程和数据，不是"装置跑得多炫"——STEP 5–7 值得砸最多时间。⚠️ 科学建模是个人赛，没有团队分。

④ 红线：不带手机进场、作品照片上传前不外发（防抄袭）、提交材料里不出现成人代写的成人化注释。

⑤ 时间兜底：万一声感模块到货坏/读数不可用 → micro:bit v2 内置麦克风直接顶上（main.py 换一行数据源，见 STEP 4 分支卡），演示照跑——这就是当初买 V2 的原因。

⑥ 复赛答辩=线上会议室，总共 5 分钟：讲解展示 ≤3 分钟 + 评委问答 ≤2 分钟，半身出镜、前置摄像头不遮挡；可放 PPT 但不得挡镜头。必讲链条：真实问题→猜想→控制变量实验→数据→"阈值+持续时间"解释模型→装置验证→失败改进（至暗时刻）。决赛为线下现场展示（时间以公告/邮件为准），复赛按线上准备。