2016年3月24日 星期四

花蓮縣Scratch2.0教師師訓實況錄影

花蓮縣兒童程式設計Scratch2.0師訓實況錄影105.03.23

兒童程式設計 Code.org 教師端操作課程

  1. Code.org簡介
  2. 教師開課  
  3. 開學生帳號  
  4. 學生介面使用  
  5. 老師檢核學生進度  
  6. 相關資源介紹

Scratch2快速入門

Scratch2新積木介紹與實作練習-視訊積木

Scratch2新積木介紹與實作練習-視訊+分身積木

Scratch2新積木介紹與實作練習-系統時間抓取

Scratch2教學問答題-使用清單匯入產生題庫

結合開放式硬體 Arduino 簡介課程(使用Transformer)

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2016年3月21日 星期一

SCRATCH2.0基本課程

SCRATCH2.0 課程 (隨時更新，目前有兩套歐！)

稻香創客-程式館(基礎課程)

(北區)本課程由文盛老師於上課中順便錄製，歡迎大家參考

(純程式-基礎課程)
  1. 第一課-01 修正螢幕解析度、改積木字型大小 1050322
  2. 第一課-02 操作環境介紹、挑選角色
  3. 第一課-03 程式開始、角色開始移動
  4. 第一課-04 角色是否旋轉、程式是否執行
  5. 第一課-05 造型製作與修改(點陣圖)、外觀切換的動畫原理
  6. 第一課-全 [HD]畫質
  7. 第二課-01 外觀與特效與動畫原理 1050401
  8. 第三課-01 繪畫畫筆功能
  9. 第四課-01 簡易互動體驗 1050412
  10. 第五課-01 問答練習、字串組合、如果否則 1050419
  11. 第五課-02 問答練習、如果否則、奇偶數判斷
(純程式-專題課程)
  1. 視訊搓氣球-分身與視訊的使用 版本二

今晚誰來Code課程(專題實作)

(南區)本課程由太平國小奎漢老師提供，於南區每週一夜間進行教學

本區參考程式全部都在 Scratch工作室U854007 ，相關討論都在 FB今晚誰來Code 
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2016年3月10日 星期四

Scratch2.0+Transformer將統一國中小創客“兒童程式設計+開放式硬體教育”，成為最棒、最簡單、最穩定的教育選擇

Scratch2.0+Transformer將統一國中小創客“兒童程式設計+開放式硬體教育”，成為最棒、最簡單、最穩定的教育選擇

程式下載位置


從事創客教育的老師都知道下列事情：
  1. S4A玩Arduino很穩定好用是目前國中小教開放式硬體的主力，但是寫韌體步驟還得使用IDE、硬體部分積木是英文、不能使用Scratch2.0新功能。
  2. mBlock使用Scratch2.0新介面、能燒錄程式讓Arduino離線運作，但是模擬使用Arduino時超級當、甚至輸出都不正常，教學會產生許多挫折，除非你玩的是貴森森的mBot套件，而且mBlock是對岸發展的軟體，但是開放式硬體支援的部分真的....還很需要加強。
  3. S2A使用Scratch2.0新介面來玩Arduino、但是安裝過程過於繁瑣，老師都不一定可以搞定。

現在，你可以不需要上面的困擾，因為“台灣”宇宙機器人公司的奕學寫了一套中介程式，名為Transformer，讓你免除上述所有的困擾，它的特點如下：

  1. 尊重原創，未修改任何韌體。
  2. 用選單的方式直接選擇要使用S4A、mBlock、S2A機器人積木的韌體後一鍵自動安裝。
  3. 直接使用官方Scratch2.0(桌面、雲端版通殺)來玩Arduino、Picoboard也支援。
  4. 即使沒有Arduino硬體也能用軟體模擬。
  5. 超級順暢完全正常不會當。
  6. 還能改裝市售紅外線遙控的玩具來操縱，例如羅本愛特機器人、遙控車...等，也能控制連宏城大哥的機器手臂。
  7. 完全免費。
  8. 宜蘭Chrome Book的使用者稍待，奕學承諾提供跨平台的服務，包含安桌、Linux、iOS...等，未來皆可使用。

Transformer簡介及安裝方式在這裡(影片)

  1. 首先安裝Transformer安裝檔，注意：Avast防毒會阻擋，請先停止使用，安裝完桌面會產生一個Kodorobot捷徑。
  2. 插上Arduino板子(選擇，非必要)。
  3. 啟動Kodorobot，並選擇是否使用硬體、勾選相對應燒錄韌體、或是純模擬等，點選連接，並保持此軟體開啟，例如：你想用S4A的積木玩Arduino就點選S4A韌體，勾選燒錄韌體後，程式會自動燒錄韌體後連接，並啟動SCRATCH，匯入相對應的積木檔。



現在，我教一般的開放式硬體會選擇使用Scratch2.0+Transformer，除非要做作品有特殊需求，例如真要燒錄程式，目前還是使用mblock、要上雲端，Webduino是不錯的選擇




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2016年3月3日 星期四

Make課程心得摘要

學程式者，能成麒麟之才？(From：葉丙成)



  1. 教育的目的，是為了幫下一代準備好面對未來的世界。在未來，真正無法被取代的工作技能，有兩類：一類是跟人面對面互動、溝通交流思想的工作（像老師、業務員等等），另一類則是需要自學創作以解決問題的工作。
  2. 自學創作之才，正是為何學程式的主因；學程式不是為了會程式而已，而是因為學程式是培養下一代人自學、創新、實作解決問題能力的最佳方法！
  3. 這種靠自己自學的過程，恰恰是目前學校教育很欠缺的訓練。透過對的方式來學程式設計，我們就有機會培養孩子自學的能力。而這種自學的能力，正是在變化快速的未來世界，讓自己持續跟上世界腳步不被淘汰的重要關鍵能力！
  4. 教程式設計的真正挑戰，是如何設計教案引導學生，讓他們很有動力的自己去網路上看教學影片、自己找資料、自己探索、自己學習。
  5. 寫程式時，最常做的就是先將想完成的大工作拆解成細項。拆解後，再接著把一個個細項用程式完成，最後組合成整個大的程式系統。懂得如何將大工作拆解成小工作去分別處理，或是如何將大問題拆解成小問題去分別解決，這樣的思維模式，對於訓練學生解決問題的能力非常重要！(同管理學的目標管理、教育學的鷹架、近代發展區進階應用)。



Make的目標(From ：香蕉派洪博士，105年開春，在宜蘭教網)



  1. 第一階段：Make for fun 為了趣味而創作
  2. 第二階段：Make for love 為了愛(家人、朋友...)而創作
  3. 第三階段：Make for future 為了未來而創作
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2016年2月14日 星期日

七段顯示器的使用_S4A_mBlock_綜合篇

七段顯示器的使用_S4A_mBlock_綜合篇


本課程會介紹S4A與mBlock在使用七段顯示器的眉角


七段顯示器就是能夠顯示數字或部分符號的LED，最常見是單一位數的，也有二、四位數的，購買模組時得注意是共陽或共陰極(電路接法及程式控制方式不同)，以及是否有帶晶片控制(S4A、mBlock是否能用)，常見樣式如下，其接腳配置也不一定相同，常見顏色則有紅、綠兩色：

一般一位數的七段顯示器
四位數的七段顯示器
帶控制晶片的模組(S4A、mBlock無法直接使用)

七段顯示器如果要用在S4A和mBlock使用的話，由於先天上控制腳位的不足，買單一位數的七段顯示器即可，建議使用共陰極的零件，在寫程式時比較直覺，使用S4A時，一片Arduino頂多能控制一個LED、mBlock則由於腳位可以自訂的關係，可以控制到兩顆LED，不過因為S4A可以控制多片Arduino(至多30片，com3~32)，因此可以擴充，但是mBlock就僅能控制一片Arduino，不行一對多，而且mBlock模擬的時候很當，大改是因為程式太過龐大的關係，而且BUG頗多...，所以要用mBlock時，建議使用直接燒入程式的方式來設計離線使用的作品。


器材準備：

Arduino一片、麵包板一塊、七段顯示器一顆、彩虹排線、排針、220電阻一顆

課程準備：

  1. 安裝S4A使用環境，請參考這裡
  2. 安裝mBlock使用環境，請參考這裡


硬體配置(通吃S4A與mBlock)：

  1. 腳位需求：由於S4A的輸出限制，我們在Arduino端只能使用腳位D5、6、9、10、11、12、13來控制七段顯示器的七個筆畫(小數點不用)，而且因為mblock腳位可以自由設定，因此，這樣的硬體接線方式可以通吃S4A與mBlock兩個方案。
  2. 本來七段顯示器裡面有八個LED(含小數點，我們沒用)，每一個LED都要接限流保護電阻(220歐姆)，但是我們偷懶只接一顆在共同接地之前(正式成品這樣做法不好，留給學電子的去解釋)，反正看起來亮度也沒什差別，練習階段也不至於弄壞器材。

接腳配置：
















七段顯示器的配置圖，中間通常為共地(共陰極)或5V(共陽極)

接線配置：

Arduino端  LED端
==============
D5　←→ a
D6　←→ b
D9　 ←→ c
D10　←→ d
D11　←→ e
D12　←→ f
D13　←→ g
GND　←→220歐姆電阻←→ 共地GND

原理說明：

  1. 共陰極七段顯示器原理其實和LED是一樣的，我們控制的接腳如果送電，電流就會經過LED和電阻到達接地端，形成電源迴路，於是LED就會發光，如果不送電，就會因為沒有電壓落差(壓降)，所以電流不會流過去，因此LED不會發亮。
  2. 由這七個筆畫的亮與不亮來決定所顯示的數字，例如：1就是b、c要亮，所以我們只要把D6、D9送電就行了，所以顯示的每一個數字其實就是這七個筆畫所對應的腳位送不送電的結果。
  3. 因為每次要顯示一個數字，都要動到七個腳位，因此我們會習慣先做一張對照表，對照表中1就是送電，0就是不送電，對照表如圖：
  5. 然後我們只要在程式中利用建立對照表的方式，S4A可用廣播、mBlock可用定義新積木，然後把我們要顯示的數字利用廣播、副程式傳遞要顯示的數字即可。

S4A的範例：


  1. 因為我們只要亮和不亮而已，而S4A的D5、6、9是PWM輸出，D10~D13是數位輸出，所以控制的方法不同，比較麻煩，PWM輸出是255全亮、0不亮，而數位輸出就用ON和OFF，原理請大家觀看下方的影片，我沒空打字了...。
  2. 用廣播把0~9每一個數字的顯示方式做起來。
  4. 直接使用廣播，廣播數字或將變數放進去廣播的格子裡就能顯示要顯示的數字了，這個範例是從0開始每隔0.5秒+1顯示到9然後再循環。

mBlock的範例：

  1. 因為我們只要亮和不亮而已，所以直接用數位輸出積木就行了。
  2. 用定義把0~9每一個數字的顯示方式做起來。
  3. 用自己定義的積木，將要顯示的數字放進去或用變數帶入即可。
  4. 原理和說明請大家觀看下方的影片，我沒空打字了...
  5. 圖片晚點處理~


影片教學(詳細的說明都在影片裡)：過兩天再錄...

  1. S4A使用七段顯示器
  2. mBlock使用七段顯示器










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2016年1月24日 星期日

遙控小車-吳志文老師研發版V2-mblock馬達與超音波測試篇

遙控小車-吳志文老師研發版V2-mblock馬達與超音波測試篇

安裝程式


  1. 安裝Arduino的驅動程式(影片)
  2. 因為下載板用的是CH304晶片，因此要另外安裝驅動程式(影片)
  3. 安裝mblock的軟體(影片)

連接mblock與小車

  1. 將小車的下載板、USB連接線、杜邦排線接妥，如圖1，檢查電腦是否抓到小車的驅動程式，並檢查其與電腦的連接窗口代號，如圖2，開啟mblock軟體，設定UNO板、串列窗口，並上傳韌體，如圖3，按下使用馬達的Switch，如圖4，並將小車架高使車輪懸空。(影片)

圖片1：連接下載板、電腦、小車


圖片2：檢查驅動與通訊窗口

圖片3：確認mblock與小車連接

測試馬達運作


先拉出「設置數位腳位積木」並將其設定成10、高電位，然後拉出「設置PWM腳位積木」，設定為5、0，將其兩個積木連接在一起後，快點兩下滑鼠左鍵後你會發現右輪全速向前旋轉；接下來修改第5腳輸出為50、100、150、200，你會發現速度會越來越慢，255時會停止，你也可以手動輸入0~255其中任何數值，例如20、89、241...，最後你會發現當第10腳是高電位時，第5腳的PWM數字越小，轉動越快，這是因為它們(D10到D5)的電位(電壓)差比較大，而第5腳的PWM數字越大，轉動越慢，這是因為它們的電位差比較小；












圖5：右輪正轉速率調整

※P.S.電位差小於某個數值時，馬達無法啟動，因為馬達在啟動的瞬間需要比較大的動能，類似最大靜摩擦力的概念，當已經在轉動時，電位差即使小，也還會轉動，就像動摩擦力比最大靜摩擦力小的意思一樣。

接下來，將10設為低電位，調整5的PWM在0~255之間，你會發現，10設低電位，輪胎會倒轉，5腳PWM的數字越高，則轉動越快，越低，則轉動越慢。

圖6：右輪逆轉速率調整

知道原理以後，你可以再測試左輪，左輪的使用方式和右輪相同，不再贅述。之後我們得出一個左右輪運作的列表：(P.S.使用L293模組的會跟這種方式不同)
左輪
右輪
前進
D11 高電位
D10 高電位
前進時功率調整
D6  0最快←→255停止
D5  0最快←→255停止
後退
D11 低電位
D10 低電位
後退時功率調整
D6  255最快←→0停止
D5  255最快←→0停止


然後我們要想像一下，如果車要前進，就是兩輪一起向前，向後倒退，就是兩輪一起後退，而左轉(原地旋轉)就是左輪後退右輪前進，而右轉(原地旋轉)就是右輪後退左輪前進，停止則是將兩腳位設定成一樣是低電位，或一樣是高電位即可；因此我們可以利用“廣播功能積木”將車子的前進、後退、停止、左轉、右轉的功能組合出來，而且因為每一顆馬達的輸出不一定會相同，因此也能在這裡做微調，如下圖：


圖7：各個輪子的控制


圖8：車子的控制


超音波感測器的使用

這裡的超音波用的是SR-04，mblock裡有專屬的積木，可以測試前方障礙物的距離，單位是公分，最遠約到160公分左右；但是S4A就無法使用了，這也沒辦法，無法兩邊兼顧，因此如果是S4A的使用者，只好自己另購U-016了

超音波感測器部分：Trig/D2、Echo/D4


圖9：超音波感測器的控制

殘念


  1. P.S.因為mblock支援UNO的部分BUG其實還很多，在按下綠旗旁的停止按鈕時會造成右輪仍然持續轉動，還是得手動按一下程式中的右輪停止。(用S4A沒這問題)
  2. 至於紅外線的部分也是，mblock對於連續讀取A0~A5的輸入，好像非常的不穩定(單一個又好像可以)，又很當，因此無法測試...
  3. mBlock支援自家的產品mBot很穩定，可惜支援開放硬體的部分好像沒有很積極改進，許多地方不是很穩定，不管是輸出的控制、或是輸入的偵測，總是有許多狀況，這就是我還不敢在學校推行mBlock的理由，畢竟目前還是S4A最穩！
待續
  1. 最近(105.02.01)在宜蘭的研習見識到Webduino，很適合拿來做進階感測器的使用和上雲端互動，除了沒有S4A的多媒體和mBlock的燒錄外，進階的感測器、元件的控制、與雲端的結合超級簡單，雖然是新公司(慶奇科技)，到是很值得關注。
  2. 至於吳組長自製的感測器，他尚未大量生產，工程樣本測試起來很正常，請稍待文章與影片...
  3. 另外由於這車子是UNO的標準擴充座，因此UNO能玩的他都可以用，我建議國中小買一下通用的感測器擴充板V5，來連接各式各樣的感測器和元件；或是購買motoduino即將出版的第二代S4A學習板，作為一般教學的擴充，畢竟.... Arduino不是只有機器人一條路，可以用在生活上很多的創意！






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2016年1月23日 星期六

遙控小車-吳志文老師研發版V2開箱文

遙控小車-吳志文老師研發版V2

想做車子或機器人的移動底盤，一般而言有下列幾種方式：

  1. 直接用兩個連續旋轉伺服機+萬向輪：這種最簡單，馬達兩顆約500，不含車體
  2. 使用L298N模組+兩個直流減速馬達：要DIY，車體連馬達及L298N模組約500
  3. 直接購買做好的車子，例如下面所要介紹的吳老師自行研發的，約1650左右
  4. 直接購買mbot，約3000元，或是樂高、智高積木，可自行組裝，價格我不清楚。


前年吧？(2013)吳志文老師研發了一款專門用來學走迷宮、循跡、遙控的Arduino小車，經由蘇恆誠老師老師在松山工農的研習中，讓我們大開眼界，唯一可惜的是他教的程式是C、Ardublock、App Inventor，這對我們國小來說，比較難以推廣，以目前市面上S4A、mBlock能用的小車，除了簡單的兩顆連續旋轉Servor+自製車體外，就是廉價的土炮智能小車車體+L298N馬達控制模組。於是我和鄭之婷就對吳老師的小車寄予厚望，希望吳老師可以稍微改版一下，讓腳位符合S4A的規範，因為S4A是腳位定的最死的，如果S4A能做的，mblock一定能做，其他ardublock、C更不會有問題，如此一來，國中小學習車子的控制又多一項選擇了。


圖1：利用2顆連續旋轉Servor+自製車體以S4A控制的小車(最簡單)


圖2：土炮智能小車車體+L298N模組+一般直流減速馬達所做的車體(速度較快)

去年(2015)年底，就收到了老師寄來的V2新版小車，針對S4A做了改版，因此S4A、mBlock也能用，接下來我們就來看看這台整合度相當高的小車，原來學車子的控制也可以不需要了解車體的製作歐！更何況它的價格只有mbot的一半....


圖3：整合性高的Ardu_Car_S4A V1.0，其實是第二版，這台車的馬達腳位針對S4A修改成右輪為D5(PWM)+D10(方向)、以及左輪D6(PWM)+D11(方向)來控制，而mblock因為可以自訂腳位，所以也能使用，也有擴充版的插座方便使用與擴充，用起來和UNO是完全一樣的。


圖4：右側的Switch，要使用馬達和超音波時要記得壓下去，它的定義如下：
Tr/Ec：超音波感測器的發射與接收
ML：左馬達的控制接腳(1數位1PWM)，D6(PWM)+D11(方向)
MR：右馬達的控制接腳(1數位1PWM)，D5(PWM)+D10(方向)


圖5：左後方的Switch，要使用藍芽和前方的紅外線感測器時記得要壓下去做選擇，藍色是外接電源的開關，黑色是把PWM功能的腳位做成外接擴充的杜邦插座，還有micro usb的連接線插座，手機充電線就能使用，無須另外購買(有附送)，Switch接腳定義如下：
1：藍芽開關
2~6：A0~A4循跡用的紅外線開關


















 圖6：右下角是用來連接下載板的插座，這台車寫程式要用吳老師自製的下載板，一般的UNO板子是內含下載板功能的，吳老師把他分開是因為下載板還有其他的用途。


圖7：這是吳老師自製的下載板


圖8：馬達採用高品質、體積小，金屬齒輪的N20，不是一般土炮用的學生做實驗用的直流減速馬達，N20耐用多了，而且需要的電流更小


圖9：完全符合UNO規格的擴充板插槽，可以和UNO一樣加擴充板或做其他用途的學習，還有藍芽插座


圖10：吳老師自製的感測器擴充板，用來做基礎的感測器控制學習，有三個滑動電位計(可變電阻)、2個按鈕、1個搖桿、1個RGB全彩燈、3個綠、黃、紅的LED燈、還有一個無源的蜂鳴器(mblock可調音階、S4A頂多低頻聲)，※要注意的是，這片擴充板不能和馬達的功能同時使用，他的接腳控制如下：

OUTPUT
Digital12：綠燈
Digital10：紅燈
Ddigital11：黃燈
Ddigital13：蜂鳴器
Analog9：B
Analog6：G
Analog5：R

INPUT
Analog0：搖桿左右
Analog1：搖桿上下
Analog2：左VR
Analog3：右VR
Analog4：中VR
Digital2：左開關
Digital3：右開關(搖桿開關)

 超音波感測器部分：
Trig：D2
Echo：D4


圖11：其他配件：有2個電池盒(3號*4、18650可充電，可當行動電源)、1個超音波SR-04(S4A不可用，mBlock可以，建議改成US-016，就全都能用)、還有藍芽、電源線、USB線，和一個工具盒




影片-使用S4A測試(續待)

影片-使用mBlock測試(續待)

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