🌈 声光控制灯带 · WS2812 科创项目积木教程

STEP 1⃣ 装好三个扩展包 约 5 分钟

目标：让 MakeCode 里出现灯带、光照、串口三类黑色积木。

1. 打开 MakeCode（micro:bit 编程编辑器），新建项目。
2. 左下角点「高级」→「扩展」，搜索并添加：neopixel（灯带库）、BH1750（光照传感器库）、serial（串口库）。
3. 添加成功后，积木抽屉里会多出黑色/深蓝色的扩展积木。

STEP 2⃣ 三线接线 硬件约 10 分钟

目标：把三个模块接到扩展板的正确引脚上，接错一步程序都"装睡"。

STEP 3⃣ 初始化传感器和灯带 蓝色+黑色积木

目标：micro:bit 一上电，先把 BH1750、灯带和串口表头准备好。

1. 拖入蓝色积木「当开机时」——里面所有内容上电只执行一次。
2. 黑色 BH1750 积木「设置 I2C 地址 35」放入，再放「打开 BH1750」——告诉主板传感器在哪、并启动它。
3. 黑色 NeoPixel 积木「将 strip 设为引脚 P2 初始化 灯带 LED_NUM 颗 LED，模式 RGB (GRB 顺序)」——灯带对象起名 strip。
4. 最后黑色串口积木「向串口写入一行 "time_ms,loud_sample,lux,level"」——这是测试数据的 CSV 表头。

STEP 4⃣ 创建 14 个变量 红色积木

目标：在【变量】分类里新建下表全部变量，并按"设置值"依次拖入「将 XX 设为 XX」积木。

STEP 5⃣ 采集音量 + 滑动窗口 红+橙+青积木

目标：每轮循环读一次 P0 音量存进"音量列表"，并且永远只保留最近 12 条。

1. 拖入蓝色「无限循环」——后面所有积木全部放进它。
2. 红色「将 当前音量 设为 模拟读取引脚 P0」（【输入】积木，P0 上接的就是声音传感器 AO）。
3. 橙色「将值 当前音量 添加到 音量列表 结尾」。
4. 青色「如果 音量列表的长度 > WINDOW_MAX 则」→ 里面放橙色「移除音量列表的第一个值」——超过 12 条就删最早的，像滚雪球一样只留最近 12 次。

STEP 6⃣ 遍历数组找最大音量 绿+青+红积木

目标：从最近 12 条音量里挑出"最响的一下"，防止偶尔一个杂音骗过程序。

1. 红色「将 有效最大音量 设为 0」——每轮先清零重新找。
2. 绿色「将数组 音量列表 中的元素逐个取出，以 值 引用」。
3. 里面嵌青色「如果 值 > 有效最大音量 则」→ 红色「将 有效最大音量 设为 值」——挨个比武，最大的胜出。

STEP 7⃣ 读取光照值 黑色积木

目标：每轮循环问一次 BH1750"现在多亮？"

1. 黑色 BH1750 积木「将 lux 亮度 设为 获取环境光强 (lx)」。

STEP 8⃣ 声音三层状态判断（核心逻辑！） 青色大嵌套重点

目标：用"如果…则…否则"搭出 QUIET / TALK / TRIGGER 三种状态，只有持续大声才触发。

1. 青色「如果 有效最大音量 > TH_LOUD 则」——第一层：够不够吵？点外层齿轮加【否则】分支。
2. 【则】里面（够吵，开始计时）：
   a. 青色「如果 noise_start_time = -1 则」→ 紫色「将 noise_start_time 设为 运行时间 (ms)」——第一次响才记开始时间，不重复记。
   b. 青色「如果 运行时间 (ms) − noise_start_time > SUSTAIN_MS 则」→ 红色「将 超标开始时间 设为 运行时间 (ms)」+「将 状态 设为 "TRIGGER"」——满 1 秒，开灯！
3. 【否则】里面（不够吵）：
   a. 红色「将 noise_start_time 设为 -1」——计时清零重来。
   b. 青色「如果 有效最大音量 > TH_TALK 则」→「状态 = "TALK"」，否则「状态 = "QUIET"」。

STEP 9⃣ 灯光控制：彩虹/白光/熄灭 青色+黑色积木

目标：触发后的 2 秒窗口内，按环境亮暗决定灯带演什么节目。

1. 青色「如果 （超标开始时间 ≠ −1）与（运行时间 (ms) − 超标开始时间 < 2000） 则」——灯已点亮且还不到 2 秒。【与】积木在逻辑分类，≠ 和 − 在数学分类。
2. 里面再套青色「如果 lux 亮度 < LUX_THRESHOLD 则」：暗 → 黑色 NeoPixel「strip 显示彩虹特效（色相 1 到 360）」；点齿轮加否则 → 亮 → 「strip 显示 RGB (80,80,80)」柔和白光。
3. 外层否则：「strip 显示 RGB (0,0,0)」全灭 + 「将 超标开始时间 设为 -1」重置开灯标记。

STEP 10 串口打印数据 + 暂停 黄+黑+蓝积木

目标：每轮把 4 个关键数发给电脑记小本本，再让程序歇 50 毫秒。

1. 黄色「组合字符串」依次拼：运行时间 (ms) + "," + 有效最大音量 + "," + lux 亮度 + "," + 状态。
2. 黑色串口积木「向串口写入一行 组合字符串」。
3. 蓝色「暂停 (ms) 50」——每轮等 50ms，程序别跑太快（12 条窗口 ≈ 0.6 秒的数据）。

STEP 11⃣ 下载程序 + 观察现象 测试约 15 分钟

目标：把搭好的积木跑起来，对着现象记录测试数据。

1. 点「下载」，把 hex 文件拷贝进 MICROBITU 盘。
2. 打开串口监视器，对照下表观察并记录：看到 TRIGGER 出现、灯亮 2 秒后自动灭，就算成功。
3. 把每种现象记进项目测试报告（时间、音量、lux、状态四列都有数据，评委最爱看）。

STEP 12 排查故障 + 答辩金句 备赛

目标：能自己修好问题，并能一口气讲清项目原理。

🎤 答辩参考短句（背下来）：
我的项目是声光感应智能灯带。声音传感器采集音量，BH1750 采集光照。
程序用滑动窗口记录最近 12 次音量，只有持续大声超过 1 秒才会触发点亮灯带。
环境暗的时候显示彩虹灯光，环境亮的时候显示白光，灯光保持 2 秒后自动关闭。
串口数据可以用来做阈值实验的记录。