“Microduino 生成二维码/zh”的版本间的差异

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==目的==
 
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本教程的目的是简单了解二维码的生成原理，并在microduino TFT来显示二维码（QR code）。
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本教程的目的是简单了解二维码的基本原理，并在microduino TFT来显示二维码。
  
 
==设备==
 
==设备==
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==什么是二维码==
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==什么是QR code==
  
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二维码也就是QR code（QR就是取自“Quick Response”的首字母）。QR code属于矩阵式二维码中的一个种类，由DENSO(日本电装)公司开发，由JIS和ISO将其标准化。
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QR code属于矩阵式二维码中的一个种类，由DENSO(日本电装)公司开发，由JIS和ISO将其标准化。
  
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==原理图==
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==QR code的特点==
  
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使用multisim来模拟电路运行的过程：
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* 快速读取;(QR就是取自“Quick Response”的首字母)，通过摄像头从拍摄到解码到显示内容也就三秒左右，对摄像的角度也没有什么要求；
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[[File:coilGunShematic.png|600px|center|thumb]]
 
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图中的xsc1示波器的a通道测量所有电容两端的电压(红线)，b通道使用电流探针测得电感线圈的电流大小(绿线)
 
  
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* 高容量、高密度；理论上内容经过压缩处理后可以存7089个数字，4296 个字母和数字混合字符，2953个8位字节数据，1817个汉字；
  
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[[File:coilGunMultisimfireGraph1.png|600px|center|thumb]]
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* 支持纠错处理；纠错处理相对复杂，目前我还没有深入了解，按照QR code的标准文档说明，QR code的纠错分为4个级别，分别是：
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此图为电容充电是示波器电压的波形图
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** level L: 最大7%的错误能够被纠正；
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** level M: 最大15%的错误能够被纠正；
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** level Q: 最大25%的错误能够被纠正；
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** level H: 最大30%的错误能够被纠正；
  
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* 结构化；看似无规则的图形，其实对区域有严格的定义，下图就是一个模式2、版本1的QR图结构(关于QR code的“模式”、“版本”将在后面进行介绍)：
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[[File:QRcode-1.jpg|600px|center|thumb]]
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在上图21*21的矩阵中，黑白的区域在QR码规范中被指定为固定的位置，称为寻像图形（finder pattern） 和 定位图形(timing pattern)。寻像图形和定位图形用来帮助解码程序确定图形中具体符号的坐标。
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黄色的区域用来保存被编码的数据内容以及纠错信息码。
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蓝色的区域，用来标识纠错的级别（也就是Level L到Level H)和所谓的“Mask pattern”,这个区域被称为“格式化信息”（format information）。
  
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[[File:coilGunMultisimfireGraph2.png|600px|center|thumb]]
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* 扩展能力;QR code的Structure Append特点，使一个QR code可以分解成多个QR code，反之，也可以将多个QR code的数据组合到一个QR code中来。
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此图为开火时候电压和电流的模型图(红色为电压，绿色为电流)，注意通道b的单位是通道a的2000倍数，实际的电流值应该是非常大的
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==程序==
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==QR code的模式和版本==
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也就是前面提到过QR code的模式（Model）和版本（Version)。
  
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==调试==
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* QR code分为Model1和Model2两种模式，Model1是对QR的初始定义，Model2是对Model1的扩展，目前使用较为普遍的是Model2。
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步骤一：
 
  
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先用multisim来模拟一下原理图电路
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* QR图的大小(size)被定义为版本（Version)，版本号从1到40。版本1就是一个21*21的矩阵，每增加一个版本号，矩阵的大小就增加4个模块(Module)，因此，版本40就是一个177*177的矩阵。（版本越高，意味着存储的内容越多，纠错能力也越强）。
  
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步骤二：
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==QR code的编码内容==
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QR码支持编码的内容包括纯数字、数字和字符混合编码、8位字节码和包含汉字在内的多字节字符。其中：
  
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准备材料来搭建电路，先搭建一个简单的，我先使用4个电容，和2个9v干电池来做个试验，为了验证一下电路运行情况，和保证安全(也是因为我手头目前只有2个9v干电池)，先不做枪管和子弹，用一个马达来代替线圈体现以下瞬间的大电流。
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* 数字(Numeric mode)：每三个为一组压缩成10bit。
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[[File:coilGunStep1.png|600px|center|thumb]]
 
  
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当我打开第一个开关的时候，led灯会点亮，表示9v干电池正在给电容充电，3,4秒钟后，led灯逐渐熄灭，这表示充电的9v干电池的电压和电容两端电压逐渐保持一致，电流慢慢减弱，所以led灯逐渐熄灭，此时也表示电容已经充满电了，然后关闭第一个开关，再打开第二个开关，此时你会看到马达突然转动，马上又停止了，这就表示电容正在毫无阻力的把所有电量瞬间流向马达。
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* 字母数字混合(Alphanumeric mode):每两个为一组，压缩成11bit。
  
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好了，如果你看到马达突然转动说明你搭建的电路基本正确了。
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* 8bit字节数据(Byte mode)：无压缩直接保存。
  
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步骤三：
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* 日本汉字（KANJI mode）:每一个字符被压缩成13bit
  
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我们来制作枪管和子弹来替换马达。目前我手头只有不到一米的漆包线，一个碳素笔的笔芯，一些乐高玩具的零件，先用它们吧，我也不指望子弹有多么大的杀伤力。
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* 中国汉字(GB2312):每一个字符被压缩成13bit
  
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把漆包线在笔芯上绕，绕的越紧越整齐越好，尽量不要有交叉，绕好后用热胶枪给漆包线定个型，乐高玩具零件再固定一下，看着象摸象样的。
 
  
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[[File:coilGunStep2.png|600px|center|thumb]]
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如下表是字母数字混合：
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[[File:coilGunStep3.png|600px|center|thumb]]
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==原理图==
  
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==程序==
  
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好了代替马达把线路接好，就差子弹了，子弹只要能被吸铁石吸引，能放到枪管里去就可以，我就随便找了个铁丝剪短了放里边。
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* 源代码 [https://github.com/Microduino/QR_Code_Gen3V38_Public QR_Code_Gen3V38_Public]
  
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重复上次的步骤，发射！！！，没动，再试一次，还没动，调整一下子弹的位置，可是还是没动。难道是我太注重安全了？我陷入了思考中...
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==调试==
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步骤一：
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步骤四：
 
  
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让我们来看看一下如何才能那个使线圈枪的威力增大。
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把core+、模块和底板堆叠在一起，并用8Pin线将底板与TFT模块连接一起。
  
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线圈式电磁枪的威力大小有三个要点:
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步骤二：
  
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*1.瞬时电流产生磁场强度
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将程序下载到core+。之后就可以看到屏幕上出现一个二维码。
  
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*2.加速时间
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好了，到这里基本完成了。
  
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*3.线圈是否对子弹施阻力(也就是子弹到线圈中点时电是否放完)
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步骤三：
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漆包线越粗,电阻越小,就可以产生更强的磁场。
 
  
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绕的圈数越多每级线圈加速时间越长，但是线圈加速时间过长会导致电感过高，电流达到最大值时间过长，会使线圈对子弹施阻力。
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之后用手机打开二维码扫描软件（用QQ或微信也行）扫描一下屏幕上的二维码，就可以扫描出来字母。如果扫描出来是个网站地址，则自动跳转打开网站。
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线圈周长与子弹有关，线圈内径于弹径差距越小,对子弹推力越大。
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[[File:QRcode-4.jpg|200px|center|thumb]]
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[[File:QRcode-5.jpg|200px|center|thumb]]
  
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步骤四：
  
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至于层数也是减小电感的，
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如果想扫描自己定义的文字，在源代码里的QR_Code_Gen3V38_Public.ino文件内修改char charsToEncode的内容：
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每层圈数一般一致
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[[File:QRcode-6.png|600px|center|thumb]]
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电压越高,产生的瞬时电流越大,磁场越强
 
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电容容量是根据线圈来定的，要保证子弹到线圈中点时电基本放完
 
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子弹长度一般等于线圈长度的一半,保证所受磁力最大
 
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毕奥－萨伐尔定律应为B=u0*n*I，B为磁感应强度，u0为常数，n为螺线管匝数，I为导线中的电流，所以磁场大小是由电流大小与螺线管匝数决定的!
 
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关于铁芯的材料：
 
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有铁芯的线圈会大大增加磁感应强度，但是加了铁芯子弹还怎么通过呀？所以我决定加一个铁管，关于铁管的材料我研究了下，熟铁，硅钢 为首选。
 
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所以，接下来我们来增加一下线圈枪的威力吧，在现有的基础上我用了7个电容(为什么要用7个，因为面包板上插入8个电容不容易呀)，从家里翻腾出来一个以前老式缝纫机上的用来绕线的铁
 
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轮，用来做铁芯，子弹我用的是剪断的铁钉。如下图：
 
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[[File:coilGunStep4.png|600px|center|thumb]]
 
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[[File:coilGunStep5.png|600px|center|thumb]]
 
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这回再试试，开火！！铁钉再笔芯里微弱的动了一下，不错总算看到动静了，虽然这只线圈枪威力弱的可怜！但总算看到曙光了，因为手头上的漆包线才不到一米，只用了两个电池，和7个小型号的电容。
 
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步骤五：
 
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接下来可以尝试一下用microduino来控制电磁枪，或者用来microduino OLED模块来显示电容充电的进度也可以绕多层线圈，增大电量和把枪做的更结实美观一点。
 
  
 
==结果==
 
==结果==
  
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铁钉在笔芯管里可以移动了。
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[[File:QRcode-7.jpg|600px|center|thumb]]
  
 
==视频==
 
==视频==

2016年2月24日 (三) 10:23的最新版本

目的

本教程的目的是简单了解二维码的基本原理，并在microduino TFT来显示二维码。

设备

模块 数量 功能
Microduino-Core+/zh 1 核心板
Microduino-USBTTL/zh 1 下载程序
Microduino-Module TFT/zh 1 显示模块
Microduino-Shield Cube-S2/zh 1 基于Microduino的扩展板
  • 其他硬件设备
元器件 数量 功能
1.27间距的8Pin导线 1 连接TFT模块

什么是QR code

QR code属于矩阵式二维码中的一个种类，由DENSO(日本电装)公司开发，由JIS和ISO将其标准化。

QR code的特点

  • 快速读取;(QR就是取自“Quick Response”的首字母)，通过摄像头从拍摄到解码到显示内容也就三秒左右，对摄像的角度也没有什么要求；
  • 高容量、高密度；理论上内容经过压缩处理后可以存7089个数字，4296 个字母和数字混合字符，2953个8位字节数据，1817个汉字；
  • 支持纠错处理；纠错处理相对复杂，目前我还没有深入了解，按照QR code的标准文档说明，QR code的纠错分为4个级别，分别是：
    • level L: 最大7%的错误能够被纠正；
    • level M: 最大15%的错误能够被纠正；
    • level Q: 最大25%的错误能够被纠正；
    • level H: 最大30%的错误能够被纠正；
  • 结构化；看似无规则的图形，其实对区域有严格的定义，下图就是一个模式2、版本1的QR图结构(关于QR code的“模式”、“版本”将在后面进行介绍)：
文件:QRcode-1.jpg
600px

在上图21*21的矩阵中，黑白的区域在QR码规范中被指定为固定的位置，称为寻像图形（finder pattern） 和 定位图形(timing pattern)。寻像图形和定位图形用来帮助解码程序确定图形中具体符号的坐标。 黄色的区域用来保存被编码的数据内容以及纠错信息码。 蓝色的区域，用来标识纠错的级别（也就是Level L到Level H)和所谓的“Mask pattern”,这个区域被称为“格式化信息”（format information）。

  • 扩展能力;QR code的Structure Append特点，使一个QR code可以分解成多个QR code，反之，也可以将多个QR code的数据组合到一个QR code中来。
文件:QRcode-2.jpg
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QR code的模式和版本

也就是前面提到过QR code的模式（Model）和版本（Version)。

  • QR code分为Model1和Model2两种模式，Model1是对QR的初始定义，Model2是对Model1的扩展，目前使用较为普遍的是Model2。
  • QR图的大小(size)被定义为版本（Version)，版本号从1到40。版本1就是一个21*21的矩阵，每增加一个版本号，矩阵的大小就增加4个模块(Module)，因此，版本40就是一个177*177的矩阵。（版本越高，意味着存储的内容越多，纠错能力也越强）。

QR code的编码内容

QR码支持编码的内容包括纯数字、数字和字符混合编码、8位字节码和包含汉字在内的多字节字符。其中：

  • 数字(Numeric mode)：每三个为一组压缩成10bit。
  • 字母数字混合(Alphanumeric mode):每两个为一组，压缩成11bit。
  • 8bit字节数据(Byte mode)：无压缩直接保存。
  • 日本汉字（KANJI mode）:每一个字符被压缩成13bit
  • 中国汉字(GB2312):每一个字符被压缩成13bit


如下表是字母数字混合：

文件:QRcode-3.png
600px

原理图

程序

调试

步骤一：

把core+、模块和底板堆叠在一起，并用8Pin线将底板与TFT模块连接一起。

步骤二：

将程序下载到core+。之后就可以看到屏幕上出现一个二维码。

好了，到这里基本完成了。

步骤三：

之后用手机打开二维码扫描软件（用QQ或微信也行）扫描一下屏幕上的二维码，就可以扫描出来字母。如果扫描出来是个网站地址，则自动跳转打开网站。

文件:QRcode-4.jpg
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文件:QRcode-5.jpg
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步骤四：

如果想扫描自己定义的文字，在源代码里的QR_Code_Gen3V38_Public.ino文件内修改char charsToEncode的内容：

文件:QRcode-6.png
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结果

文件:QRcode-7.jpg
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视频
取自“http:///https//wiki.microduino.cn/index.php?title=Microduino_生成二维码/zh&oldid=13324”