有趣的線上程式學習課程

現在有趣的線上程式學習課程越來越多元了!

目前光復國小除了電腦課程和程式設計社團學生持續在scratch課程精進外!

也感謝呂老師在每週的一、二、四、五早上，

蒞校指導孩子在Hour of Code 及 codecombat 上的學習活動。

呂老師還特地將codecombat中文化，其中辛勞不在話下，

看到孩子每天的期待的眼神與滿滿的收穫，除了，感謝外，還是感謝!

在一旁跟著學習的我感激萬分，也深深感覺光復的孩子太有福氣了。

此外，也感謝512施老師與514羅老師的協助與參與！

而教務主任與學務主任在背後強力的支持，

更是推動此計劃的舵手!感謝您們了~

列出目前適合8歲以上的孩子的課程如下，希望大家一起來玩玩看：

1.scratch

https://scratch.mit.edu/

2.code

https://code.org/

3.blockly-games

https://blockly-games.appspot.com/?lang=zh-hant

4.codemonkey

http://www.playcodemonkey.com/

5.codecombat

http://codecombat.com/

6.appinventor

http://appinventor.mit.edu/

Scratch外部感應器

Scratch外部感應器

Picoboard

1. Scratch與外部感應器科普活動計畫

2.自造者時代-文盛老師的創意天空

其他感應器

黃輝聲老師Scratch & Scratch for Arduino (S4A；S2A) 開源硬體基礎課程

00_mBot硬體介紹與軟體安裝

硬體介紹

1.mBot零件說明(圖片來源:邱信仁老師:mBot 機器人套件說明書)

2.mCore主控版介紹:

軟體安裝

1.下載軟體:

http://mblock.cc/download/

2.安裝arduino驅動.:

打開mBlock,接上mBot,安裝arduino驅動.

3.確定連接埠:

點我的電腦-->按滑鼠右鍵-->點選內容-->點選裝置管理員-->點連接埠-->確定為COM8

4.選取正確連接埠:

選取打開mBlock-->連接-->序列埠連接-->COM8 此時mBot會發出"嗶"一聲,表示與mBot連接成功

5.選取控制板:

控制板-->選取mBot-->點選機器人模組-->確定亮綠燈

01_mBot電腦連線模式與遙控模式

1.電腦連線模式:
mBlock可隨時透過電腦連線模式控制mBot,其連線模式可以有(序列埠連接)(藍芽)(2.4無線序列埠)(網路連接)等方式!這些連接方式是隨時接受電腦指令控制!

2.4無線序列埠採用一對一配對,於教室內使用多台mBot不會產生干擾!

2.手機與藍芽配對遙控模式:
使用mBlock公司所提供的手機APP與mBot藍芽配對!

3.紅外線遙控器遙控mBot

10_mBot電腦連線模式--LED的使用

大綱:

將以官兵捉強盜的故事情節來鋪成整個學習架構,
以警車為例來學習mBot的相關控制(包含LED,蜂鳴器,馬達,光敏電阻)
竊賊則使用智慧型自走車方式,學習感應器的控制(循線,超音坡避障等),
場地則使用台北市機器人校際盃公開賽的場地再額外加上障礙來增加趣味!

故事情節:

讓警車警示燈亮起,並當按下按鈕時,發出警車警笛聲,準備追趕竊賊!

學習目標:

1.學習控制RGB LED 燈

2.使用按鈕功能,控制程式

3.學習讓蜂鳴器發出不同音調

首先讓警車警示燈亮起:

觀察警車,發現警車的警示燈右邊為藍燈,左邊為紅燈.
所以,一開始設定第一顆RGB LED燈亮藍色,第二顆RGB LED燈不亮! 等待0.5秒後,改成第一顆RGB LED燈不亮,第二顆RGB LED燈亮紅色,等待0.5秒!

重複執行上列程式,觀看mBot呈現結果!
 

延伸題:

1.讓你的警車發出警笛聲響!

提示:

2.試著當按下"按鈕"時,警車才發出警笛聲!

提示:

挑戰題:

1.試著將RGB LED燈,設定成各種顏色!

提示:         RGB配色表http://www.wahart.com.hk/rgb.htm

2.試著將RGB LED燈,設定成十字路口的紅綠燈顯示情形,例如紅燈10秒,黃燈2秒,綠燈10秒!

提示: 

3.將竊賊的車燈調配成七彩霓虹燈!

提示:

20_mBot電腦連線模式--蜂鳴器的使用

故事情節：

當警車收到通報，啟動警鳴聲後。開始追捕竊賊。

竊賊趕緊上車，發出快跑的音樂。

學習目標：

1.運用"等待"積木，等待接收紅外線通報。
2.學習使用"聲音"類別積木。
3.學習使用蜂鳴器。

蜂鳴器的運用：

蜂鳴器為輸出裝置，蜂鳴器可以發出音階頻率。

mBot很貼心的已經將各個頻率設定好，但同時也限制了它的使用範圍!

蜂鳴器運作原理:可參考

Arduino入門教學(6) – 控制蜂鳴器發聲 (作者：Cooper Maa)

蜂鳴器的音頻表:可參考Jack的資訊教學筆記

首先，先匯入所需的警笛聲!

匯入外部音效：點選"音效"頁籤-->點開啟資料夾-->找到"蜂鳴聲"檔案-->按"開啟舊檔"

這新增的音效會從透過電腦的音效卡發送至喇叭，聲音效果較為逼真!

使用"等待"積木，等待接收紅外線發出訊號，當mBot紅外線接收器，接收到竊案通報時......

:

在"程式區"頁籤，點"聲音"類別，使用"播放聲音??直到播放完畢"積木，再加入警笛聲!
如此，警車就會接收到紅外線訊號時，先發出蜂鳴警示聲，接著發出警笛聲響!

竊賊聽到警笛聲響時，趕緊上車發出快跑聲!

以兩隻老虎改編如下:

使用"重複?次"積木，運用在反覆與音群。

挑戰題:

將竊賊的車依照音調而改變RGB LED燈，讓車子在播放聲音的同時也一併控制RGB LED 燈的變化，產生具有聲光效果的車子。

提示:

延伸題:

讓你的車子模擬出救護車的警報聲。

提示:

30_mBot電腦連線模式--馬達的使用

故事情節:

警車準備發動,追捕竊賊!

學習目標:

1.使用電腦鍵盤方向鍵控制馬達,讓警車前進!

2.學習使用(等待)積木塊!

注意事項:

切勿使用USB線連接,請改用其他無線連接方式! 
這是為了確保若正在使用USB線連接mBot，一旦執行程式時，mBot會往前。
若mBot掉落桌下或拉扯USB線，可能會造成mBot損壞!

使用(等待)積木塊,等待某事件確實發生才執行程式!

等待按鈕按下後,前進一秒,即刻停止,並發出聲響!

挑戰題:

請使用鍵盤的上下左右鍵操控你的mBot!

提示:

延伸活動:

相撲賽、推箱子比賽、足球賽...。

40_mBot電腦連線模式--光線感應器

故事情節：

當警車進入隧道時，由於隧道昏暗，為求安全起見。

警車將依光線的明暗調整其行駛速度，並增加警示燈亮度!

學習目標：

1.學習使用光線感應器(光敏電阻)。

2.運用變數操控行駛速度及警示燈亮度。

光敏電阻的運用：

光敏電阻的原理是當光照射到光電導體上，由光照產生的光生載子在外加電場之作用下沿一定方向運動，在電路中產生電流，達到光電轉換之目的。

所以，光敏電阻在光線越暗時，電阻值會升高；光線較亮時，電阻值就會隨光源亮度下降。

首先，需要產生一個車速變數，車速值會依照光線的明暗來改變。

在程式區頁籤-->點選"資料和指令"-->點選"做一個變數"-->在變數名稱欄位輸入"speed"-->按下"確認"

按下"確認"鍵後，會產生四個新積木塊。

接下來，將變數speed的值設為光線感應器(光敏電阻)的值。

由於光線感應器(光敏電阻)的值實際測量大約介於20~1000之間，所以將其除以5以配合介於0~255的馬達轉速。

將前進轉速值設定為speed變數值，如此光線的明暗將改變車子的前進速度，當警車進入昏暗的隧道時，就會減速前進。

挑戰題：

請將警車的警示燈的亮度(因為mBot沒有車燈，所以用警示燈來練習)，依照光線感應器(光敏電阻)的值來改變RGB LED燈的亮度，當值變小(光線變暗)則設定LED燈變更亮，反之亦然!

動動腦：

想一想，光線感應器(光敏電阻)在日常生活中有那些運用?

提示:

 路燈、窗簾、花舍照明、車燈......

延伸題：

利用光線感應器(光敏電阻)來改變水晶球的顏色，就可以玩水晶球算命的遊戲了!

50_mBot電腦連線模式--超音波感測器

故事情節：

為避免操控警車時，造成人車傷亡事件產生。

學習目標：

1.學習使用超音波感測器。
2.學習條件判斷"如果...否則..."的使用時機。

超音波感測器:

超音波感測器是用來偵測與前面障礙物體距離的，
左邊為發射端超音波，標示著T，發射20kMHz以上超音波，
右邊則為接收端超音波，標示著R，接收反射回來的超音波，
藉此量得與前方障礙的距離。

超音波感測器量測的範圍在3cm~400cm，量測角度為30度，所以超音波安裝時，切勿朝下!

超音波感測器在感測mBot與障礙物的距離後,使用條件判斷"如果"mBot距離障礙物太近,則強制轉彎或退後，"否則"就前進。

或是當偵測障礙物距離太近時，發出警訊聲。用以提醒操控者前方有障礙物請小心!

挑戰題：

如何設定距離障礙物越近，車速漸慢或警笛聲與警示燈變快?

提示:

1.超音波距離越小，車速越慢。

2.超音波距離越小，等待時間越短，則警笛聲與警示燈會變快。

動動腦：

如果警車正在一直前進中，請問偵測到的距離會比實際距離遠還是近?

60_mBot離線自走模式--巡線感應器的使用

故事情節：

接下來要讓竊賊的車能夠自己移動，也就是說要脫離跟電腦間的連線，車子將不再受到電腦有線或無線的控制。
所以，我們必須將程式存儲到車內，讓車子能透過感應器的感應後，自行判斷出其應該如何前進，透過程式的撰寫來達到智慧型自走車的功能!

學習目標：

1.學習使用巡線感應器。

2.利用簡易的判斷，讓車子在黑線上移動。
3.學會使用心智圖或程式流程圖。
4.將程式碼上傳到車子。

巡線感應器的運用：

mBot巡線感應器其實是灰度感應器，只能判斷黑色與白色，將判斷所得傳回4個值，分別為0、1、2、3。這4個數值代表著不同的偏移狀況!
0代表巡線感應器完全處在黑線上!

1代表巡線感應器右邊偏離黑線，未處於黑線上，此時巡線感應器右邊會亮燈提醒使用者!

2代表巡線感應器左邊偏離黑線，未處於黑線上，此時巡線感應器左邊會亮燈提醒使用者!

3代表巡線感應器完全離開黑線，偏離軌道了!此時巡線感應器兩邊會亮燈提醒使用者!

為了達到車子能沿著黑線走的效果，我們需要能讓車子識別黑線和白紙，在獲得訊號並得知前方的狀況時，如何進行小車行進狀態的調整呢?
0代表車子在黑線上，需繼續往前進。
1代表車子偏向右邊，須往左轉。
2代表車子偏向左邊，須往右轉。
3代表車子完全偏離黑線，但此時是該往哪邊轉呢?
該往左轉或該往右轉需要一個小技巧。就是判斷車子上一次的轉向，若上一次車子是向右轉而造成車子完全離開黑線就讓車子大左轉來修正車子行進方向。


我們來繪製屬個人的心智圖或程式流程圖吧!

依照流程圖，完成下列程式:

完成程式後，將程式上傳到arduino!

此時，mBlock程式視窗將開啟"arduino IDE"編輯模式，點"上傳到Arduino"，等待上傳100%完成即可。
車子將不再受到電腦控制

在"arduino IDE"編輯模式下，下列類別的積木是不能使用的。

要回復一般編輯模式，請點選"編輯"，點"Arduino mode"，取消勾選狀態。

試著測試你的車子是否能順利沿線前進!

如果你的車子一直跑出線外，你應如何修正你的程式?是馬達轉速太快嗎?還是你的場地黑線太細了呢?

挑戰題：

1.想一想，透過巡線感應器車子能在黑線上自行移動，可是當車子進入隧道後，車子該如何行進呢?你如何透過其他方式達成目的?
2.如果車子到了十字路，右邊有障礙物，你如何讓車子順利地避開障礙物，又能繼續往前行進呢?

延伸題：

除了使用巡線感應器外，試著搭配其他感應器，創作出屬於你的個人機器人!

提示:

動動腦：

日常生活中，你看過那些市售產品能夠自行執行人類賦予它的任務?

提示:

 iRobot吸塵器......