兒童程式教育暨開源硬體線上課程 (使用S4A+Arduino)

兒童程式教育暨開源硬體線上課程  (使用S4A+Arduino)

本課程 S4A 版版權屬花蓮縣政府所有，105年9月後亦置放於均一平台

Scratch2+Transformer 版版權屬本人所有，影片放置於本BLOG，歡迎非商業使用。

本課程會陸續修正中，預計105年9月前完成S4A版前六章，歡迎各界對教材提供建議。

硬體將由花蓮縣網、佛光大學、S4A社群、花工...等相關單位協助贊助公益推廣活動，預計105年7月後放置200套於均一平台提供學校教學借用，另300套由花蓮縣提供本縣兒童程式與開放硬體學習之學校的基礎建設專案申請；若貴校無相關器材，可向均一平台申請借用，或自行至市面或網路上購買。

Transformer中介軟體部分若有需求請自行下載。[下載安裝影片][下載位置]

※均一平台以標準S4A課程為主，本部落格以S2A加S4A學習板為主

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第一章  課前準備

第一節  基礎課程參考零件清單與說明 

(以上這些設備可自均一平台借用，或坊間自行採購，或直接使用慧手科技新研發的S4A感測器學習板V2)

• Arduino UNO主板，原廠或相容板皆可。(影片)
• 感測器擴充板，方便感測器模組外接。(影片)
• 各式輸入感測器模組：按鈕、微動開關、光線偵測、聲音偵測、紅外線循跡、紅外線接收、搖桿、旋轉電阻、滑動電阻、溫度。(影片)
• 各式輸出元件：各色LED、RGB_LED、紅外線發射、蜂鳴器。(影片)

第二節  玩Arduino需要的電學知識 

(以下的知識，基本部分國小四年級自然課應該就學過大部分)

• 基本：什麼是電、直流電與交流電。(影片)
• 基本：什麼是迴路、通路與短路、正極與負極。(影片)
• 基本：電壓、電流與電阻的關係。(影片)
• 進階：Arduino模組的使用通則，共陽與共陰極模組差別。(影片)
• 進階：模組接線注意事項與色彩管理。(影片)
• 進階：什麼是數位與類比、數位模擬類比、PWM又是甚麼？(影片)

第三節  環境準備

(國小或初次學習，建議老師先將環境安裝妥當，安裝部分僅需要一次即可，除非換了板子、韌體、電腦等依需要再重新安裝，或改採Transformer 無痛進入)

• 標準方式：

1. Arduino驅動程式與IDE環境安裝。(為了上傳韌體使用)。(影片)
2. S4A韌體下載，並使用Ardino IDE上傳S4A韌體至Arduino主板。(為了讓Arduino與S4A軟體溝通使用)。(影片)
3. S4A軟體下載與安裝、使用簡介。(影片)

• 無痛方式(建議)：

1. 採用Transformer免費軟體，無需煩惱上述步驟。(影片)

第二章  基礎課程-數位輸出控制

第一節  開源硬體的Hello World!---控制單一LED數位輸出。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第二節  交通規則要遵守---紅綠燈LED的時序控制。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第三節  廣告大王---流水燈與霓虹燈控制。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第四節  目眩神迷---RGB隨機混色燈。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第五節  簡易教具或遊戲製作。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第三章  基礎課程-PWM輸出控制

第一節  十成功力---單一LED的亮度控制。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第二節  看見心跳的聲音---呼吸燈製作。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第三節  看見聲音---用音量控制亮度。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第四節  舞會調光器---手控RGB混色。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第五節  簡易教具或遊戲製作。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第四章  基礎課程-數位輸入控制

第一節  電鈴響了---按鈕與數位輸入、按鈕與類比輸入。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第二節  按鈕計數器---利用按鈕按下與鬆開計數。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第三節  簡易電子琴---利用組合鍵使用少數按鈕做多數輸入。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第四節  超完美演奏會---任何情況都能順利演出。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第五節  簡易教具或遊戲製作。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第五章  基礎課程-類比輸入控制

第一節  警報響了---類比輸入當數位開關使用。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第二節  吹奏小喇叭---利用分割區間彈出音階。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第三節  噪音偵測儀---利用聲音感測做分貝計。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第四節  經典1943---利用滑桿類比輸入與換算角色位置。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第五節  簡易教具或遊戲製作。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第六章  基礎課程-綜合運用與專案實作

第一節  運動我最愛---利用超音波計算運動量。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第二節  貓咪大樂團---利用第二片Arduino擴充。(S4A版影片) (Transformer版影片)

第三節  經典射擊遊戲---混和輸入與輸出的控制。(S4A版影片) (Transformer版影片)

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第七章  進階課程-馬達輸出控制

第一節  讓作品動起來---馬達總論

第二節  起重機---連續旋轉伺服機的運用

第三節  大型時鐘裝置藝術---舵機的運用

第四節  直流馬達的運用原理---使用L298N模組

第八章  進階課程-大電控制

第一節  智慧型家電開關---交流大電如何與系統隔離又能安全控制

第二節  Cool又Fuzzy的風扇---直流大電的功率控制

第九章  進階課程-藍芽無線控制

第一節  頻道相同才會通---藍芽鮑率的修改

第二節  無線也會通---藍芽的安裝與使用

第十章  進階課程-綜合運用與專題實作

第一節  大時鐘裝置藝術

第二節  遙控一台車

第三節  鉛管藝術高級檯燈