動手玩創意/進階：修訂版本之間的差異

2016年5月3日 (二) 13:31的最新修訂版本

槪述

課程目標

將數學邏輯和科學知識融入程式。
學會Mbot(機器人)和Arduino(開放式硬體)之相關知識。
將Arduino輸入端訊號，透過程式編排的執行，導入物聯網(IOT)概念。
利用mBlock(程式軟體)的積木式、多工程式為基礎，訓練程式邏輯概念。

內容

八年級
1. 倒車雷達系統
2. 閃避機器人
3. 結帳收銀機
4. 節奏遊戲
5. Runing Robot
6. 循環自行車
7. 尋跡避障機器人
8. 整合機器人功能
9. 超音波吉他
10. 巡邏機器人
九年級
1. 迷宮機器人
2. 光控風帆船
3. 極限短壁球
4. 巡機夾具機器人
5. 金庫密碼
6. 金手指對抗賽
7. 刷卡機面板

上課規定

第一堂課選定座位，之後為固定座位。(請勿任意換座位)
使用電腦前，請務必檢查電腦(螢幕、鍵盤、滑鼠)是否正常。(如異常，請立即通知老師)
請勿攜帶筆電或平板進入電腦教室
請勿攜帶食物及飲料進入電腦教室

修課同學座位表

第四排	第三排	第二排
孫紹傑	許皓程	溫書桓
莊坤霖	曾明哲	吳文翰
	丁　禾	柯智懷
	洪仁益	張胤閎

課程內容

第一堂(三上)

教學進度
1. 自選座位
2. Mbot介紹
3. Mbot組裝教學
  - 感測器介紹
4. 軟體安裝與連線準備
  - Mblack軟體下載
  - 安裝S4A操作介面
  - 安裝Arduino軟體介面
  - 安裝USB驅動程式
  - 韌體上傳
  - 硬體連線與測試
附錄
1. 感測器介紹

腳位	元件名稱	腳位	元件名稱
A0	滑桿可變電阻	D10	紅色LED
A1	光感測元件	D11	綠色LED
A2	麥克風	D4	連續旋轉伺服馬達
D2	按鍵開關	D7	連續旋轉伺服馬達
D9	蜂鳴器

第二堂

教學進度
1. 請依RGB三原色比例調出5種顏色
2. 按鈕模式控制
3. 製作以一個按鈕控制5種顏色
  - 按一下→紅色
  - 按二下→橙色
  - 按三下→黃色
  - 按四下→自訂顏色
  - 按五下→自訂顏色
任務一
1. 使用兩角色(老鼠、蘋果)
2. 按一按鈕，使老鼠移動到蘋果處發出聲音
任務二
1. 使蘋果上下移動
2. 瞄準並按下按鈕，使老鼠與蘋果X座標相同

第三堂

教學進度 - 認識超音波感測器
1. 感測距離約1~400公分
2. 程式積木，機器人模組(超音波感應器連接埠)
3. 認識倒車雷達系統
4. 認識自動閃避機器人
任務一
1. 設置偵測距離(距離內亮紅燈，距離外亮綠燈)
任務二
1. 製作倒車雷達系統，配合馬達、警示音、警示燈
任務三
1. 配合車輛轉向，並執行自動閃避，使車輛不會停止或卡住

第四堂

教學進度-Mbot無法使用事件綠旗控制LED、蜂鳴器或馬達測器排除方法
1. 檢查MBlock的連接→恢復出場程序，檢查是否可使用
  - 可使用：使mcore恢復出場程序
  - 不可用：將Make Block資料夾放置本機文件→Arduino→Libraries
任務一
1. 將mbot恢復出場程序後，再將mbot與2.4G無線模組連結，並測試是否連線成功
2. 製作一段控制LED燈的程式並執行測試
任務二
1. 使用當按下方向鍵與當鬆開方向鍵做前進、後退、左轉、右轉的控制
2. 測試與動力調整

第五堂

教學進度 - 程式初始化
1. 宣告變數
2. 變數初始化(歸零)
3. 宣告副程式(除了主要程序外的程式都稱為副程式)
任務一(猜猜看遊戲步驟)
1. 在遊戲畫面選擇其中一按鈕(腳色)
2. 讓電腦亂數產生一個數字
3. 讓程式比對玩家選擇的數字
  - 相同：使背景變更為猜到了！
  - 不同：使背景變更為沒猜到！

第六堂

教學進度
1. 電子模組
  - 光感應器
  - 觸碰感應器
2. 重點教學
  - 利用廣播功能呼叫副程式
  - 設定一變數並將感測器數值存入變數中，利於監控數值
任務一(砲台遊戲)
1. 腳色
  - 蝙蝠
  - 砲台
  - 砲彈
2. 砲彈射擊到蝙蝠得一分
3. 蝙蝠碰到砲台終止遊戲

範例畫面

第七堂

教學進度
1. 紅外線感應(算術大挑戰)
  - 紅外線通訊規格大類分為三類
  - 紅外線發射器與接收器規格都一樣
  - 紅外線肉眼看不見但可用手機相機看見
任務一
1. 用紅外線遙控器控制蝙蝠移動
2. 製作多個分數球隨機出現
3. 每30秒判別一次搜集的點數是否與題目相同
4. 設置歸零球
5. 變數：得分、時間、題目、分數

第八堂

教學進度 (結帳收銀機)
1. 光線感應器應用
2. 條碼判別
3. 顏色判別
  
  三顆不同顏色的LED
任務一
1. 製作一個商品列表
2. 製作三個角色
  - 西瓜
  - 香蕉
  - 結帳員
3. 製作結帳按鈕

第九堂

教學進度 (節奏遊戲)
1. 認識邏輯設計
  - And
    
    And
  - Or
    
    Or
  - Not
任務一 (製作節奏遊戲)
1. 製作四個角色
  - 海星
  - 鳥
  - 螃蟹
  - 線
2. [遊戲圖]
  - 角色碰到紅線就得到一分
  - 時間倒數一分鐘

第十堂

教學進度 (Runing Robot)
1. 車輛轉向方法
  - 直走
  - 後退
  - 前進左轉
  - 前進右轉
  - 原地左轉
  - 原地右轉
2. 2.4G無線通訊連線，使用無線載波傳送訊息
比賽規則
1. 在場地範圍內比賽出界即出局
2. 兩人一組兩顆氣球均爆破即獲勝

第十一堂

教學進度 (循環自行車)
1. 紅外線感應器原理
  - 黑色：將所有光線吸收不反射
  - 白色：將所有光線反射不吸收
2. MBot感應器四種感應數值

紅外線感應器原理

MBot感應器四種感應數值

第十二堂

教學進度(尋跡避障機器人)
1. 複習尋線感測器回傳值
2. 使用超音波感測器偵測物品並避開
3. 尋跡程式與避障程式優先權討論
4. 銳角路線尋跡方法

感應器原理

第十三堂

教學進度(整合機器人功能)
1. 將燈號"紅黃燈"輪流亮燈
  - 每隔1秒換燈號1次
  - 每隔2秒換燈號1次
  - 每隔3秒換燈號1次
  - 每隔4秒換燈號1次
2. 將避障與紅外線遙控整合
  - 按遙控器上的A按鈕，即做紅外線遙控。
  - 按遙控器上的B按鈕，即做避障功能。

第十四堂

教學進度(賽馬大亨)
1. 使用觸碰按鈕，使用計時器模組(Timmer)
  - 計時器啟動
  - 計時器歸零
2. 使用觸碰按鈕，使用音效
  - 開始按鈕的音效
  - 結束按鈕的音效
  - 按鈕增加的音效(燈光)
任務
1. 設定計時10秒鐘
2. 10秒鐘內增加按鈕次數
3. 10秒後始按鈕次數當作車子行駛秒數
4. 比賽一定距離內誰行駛得快

第十五堂

教學進度(超音波吉他)
1. 認識距離範圍限制
2. 認識封閉和弦把位
3. 感應器設計
  - 超音波：偵測距離高低音
  - 觸碰按鈕：撥弦聲音開關
  - 尋線感應器：調整大小聲

實作原理

任務
1. 超音波偵測需延遲0.3秒
2. 和弦
  - Do(C)
  - Re(D)
  - Mi(E)
  - Fa(F)
  - So(G)
  - La(A)
  - Si(B)
  - Do(C)

第十六堂

教學進度(巡邏機器人)
1. 超音波距離感測應用
2. 超音波位置改正
3. 馬達控制(微調)指令介紹
任務

任務說明

第十七堂

考試分數說明
1. 60分：輸入裝置X2、輸出裝置X1
2. 10分：增加動畫
3. 5分：增加一個輸入裝置
4. 5分：增加一個輸出裝置
選課學生
1. 溫書桓
  - 主題：循線+避障
  - 主題敘述
    
    跟著黑線躲開障礙物。
  - 使用裝置
    1. 按鈕
    2. 馬達
    3. LED登
    4. 超音波
    5. 電腦動畫
    6. 電腦聲音
    7. 循線感測器
    8. 蜂鳴器(板子的聲音)
2. 吳文翰
  - 主題：賽車
  - 主題敘述
    
    要用鍵盤控制藍芽傳出用動畫作一個動作要閃一個光。
  - 使用裝置
    1. 鍵盤
    2. 動畫
    3. LED燈
    4. 藍芽感測器
3. 柯智懷
  - 主題：射擊遊戲
  - 主題敘述
    
    使用循線感應器控制方向、按鈕發射子彈，擊中與非擊中各有不同LED燈號。
  - 使用裝置
    1. 循線感應器
    2. 車上綠色按鈕
    3. 車載LED燈
4. 張胤閎
  - 主題：撞翻車
  - 描述：
    
    把對方撞出去，撞翻過去也可以。
  - 使用裝置：
    1. 鍵盤
    2. 循線感應器
    3. 超音波感測器
5. 許皓程
  - 主題：遙控車
  - 主題敘述
    
    利用鍵盤控制mbot讓他可以前後左右。
  - 使用裝置
    1. LED
    2. 馬達
    3. 鍵盤
    4. 蜂鳴器
    5. 超音波感測器
6. 曾明哲
  - 主題：吉他
  - 主題敘述
    
    按下按鈕時，超音波偵測手裡燒音波感測器多遠，越遠發出聲音越低，越近發出聲音越高。
  - 使用裝置
    1. 聲音
    2. 按鈕
    3. 超音波感應器
7. 丁　禾
  - 主題：車車走黑線
  - 主題敘述
    
    以按鈕觸發事件，讓循線感應器感應，讓車沿著黑線走，並用超音波感應器，讓車繞過在路徑上的障礙物，LED燈會因不同的狀態切換顏色。
  - 使用裝置
    1. 按鈕
    2. 循線感應器
    3. 超音波感應器
8. 洪仁益
  - 主題：
  - 主題敘述
    
    超音波偵測距離，並和被巡邏的物體保持距離，馬達轉動輪子，輪子不同的方向，用不同的顏色光。
  - 使用裝置
    1. LED
    2. 馬達
    3. 超音波
    4. 循線感應器
9. 孫紹傑
  - 主題：賽車
  - 主題敘述
    
    使用鍵盤操控方向。
  - 使用裝置
    1. 馬達
    2. 鍵盤
    3. 藍芽
10. 莊坤霖
  - 主題：尋走車
  - 主題敘述
    
    用遙控器控制mobt的模式，各種模式有各種音樂光線。(模式1尋線、模式2自由、模式3跳舞、模式4躲避)
  - 使用裝置
    1. LED
    2. 遙控器
    3. 蜂鳴器
    4. 尋線感測器
    5. 超音波感測器

第十八堂(期末成果發表)

報告說明
1. 報告時間：10分鐘
2. 展示作品：2分鐘
3. 製作PPT：事前準備
報告流程
1. 成果發表
2. 成果展示
3. Q&A
報告順序
1. 溫書桓
2. 吳文翰
3. 柯智懷
4. 張胤閎
5. 許皓程
6. 曾明哲
7. 丁　禾
8. 洪仁益
9. 孫紹傑
10. 莊坤霖

第十九堂(三下)

教學進度(迷宮機器人)
1. 動作分解
  - 直走到超音波<15公分。
  - 左轉90度，並記錄超音波。
  - 右轉180度，並記錄超音波。
  - 判斷出路並轉向。
    
    障礙物圖示
2. 任務
  - 測試左轉90度的馬達動力值。
  - 測試右轉90度的馬達動力值。
  - 設計輔助測試的燈號與音效延遲秒數。

第二十堂(加入教育擴充包)

教學進度(光控風帆船)
1. 光感應器應用。
2. 海上常用信號傳遞(光線)。
3. 船帆機構組裝(伺服馬達)角度控制。

Mbot主機組裝教學

任務

秒數控制	伺服	轉向
控"↑"閃1下	前90度	直走
控"↓"閃2下
控"←"閃3下	左0度	左轉
控"→"閃4下	右180度	右轉

第二十一堂

教學進度(極限短壁球)
1. 認識搖桿
  - 數值讀取觀察。
  - 座標關係。
    
    座標關係圖
任務
1. 第一關： 0~10秒，隨機方向發射，碰到牆反彈。
  
  左：搖桿圖，右：電腦畫面圖示
2. 第二關：11~20秒，躲避球加速。
3. 第三關：21~30秒，速度回復球變大2倍。
4. 第四關：自行設計規則。
5. 第五關：自行設計規則。

第二十二堂

教學進度(巡機夾具機器人)

夾具機構設計A

夾具機構設計B

夾具機構設計C
任務
1. 循跡並將軌道上之障礙物排除

第二十三堂

教學進度(金庫密碼)
1. 使用搖桿控制
2. 認識密碼比對模式
  - 數字比對模式：將所有密碼轉換為"數字"
  - 字串比對模式：將所有密碼轉換為"字串"
任務
1. 密碼為隨機出題
2. 單數密碼為國字：左or右
3. 雙數密碼為數字：1~5

示意圖

第二十四堂

教學進度(金手指對抗賽)
1. 認識限位開
  - 限制機構移動位置
    1. 機械式 (按鈕)
    2. 數位式 (紅外線)
  - 另類觸碰感測器

示意圖

第二十五堂

教學進度(刷卡機面板)
1. 認識Mbot表情面板
  - 工作電壓5V
  - LED矩陣8X16=128
2. 認識LED矩陣工作方法
  
  顯示數字5
3. 視覺暫留
  - 人眼對於不同顏色的光，有不同的暫留時間，最慢頻率約10fps。(EX:日光燈約100次/秒)
任務
1. 顯示時間
2. 製作4個以上表情，輪流顯示
3. 製作刷卡機跑馬燈

第二十六堂

教學進度(雷達偵測站)
1. 超音波定位與畫面圖示
  
  雷達偵測站
任務
1. 製作機器人將超音波感測器安裝伺服馬達上，使偵測範圍變大，並將偵測到的物品位置，顯示在雷達圖上。
2. 步驟
  - 使伺服馬達可來回擺動
  - 使雷達圖上偵測方向，能隨伺服馬達轉動方向動作
  - 製作定位程式

第二十七堂

教學進度(迷宮機器人)
1. 複習距離比較程式
2. 使用伺服馬達製作
3. 加入巡邏機器人功能，循線感應器遇到白線需回頭巡邏
  
  機器人圖示
任務
1. 比較程式架構
  - 轉動伺服馬達往左並記錄感測值LD
  - 轉動伺服馬達往右並記錄感測值RD
  - 比較LD和RD後轉向較大值方向
2. 新增程式功能
  - LD與RD相差值須大於10，才開始動作
    
    線路圖示

第二十八堂

教學進度(荒島指南針)
1. 認識電子羅盤
  
  電子羅盤
任務
1. 製作指北車
  - 設計一指北車，當方向接近北方時發出綠光，並且發出越來越密集的嗶嗶聲

第二十九堂(考試)

考題
1. 可用感測器
  - 搖桿
  - 限位開關
  - 超音波
  - 電子羅盤
  - 巡線感應器
2. 可用輸出裝置
  - 直流馬達
  - 伺服馬達
  - 表情面板
  - 動畫
任務
1. 使用超音坡或搖桿來設定模式1與模式2。(20分)
  - 模式1：使用表情面板可變化3種表情，並使用伺服馬達使面板擺動。(20分)
  - 模式2：製作跑馬燈顯示自己的姓名與電話。(20分)
2. 完成可搖擺面板的機構。(20分)
3. 創意加分(使用電子羅盤10分，創意想法10分)。(20分)
總成績算法
1. 考試成績：60%
2. 平時成績(上課程式繳交)：40%

@@ 第 556 行： / 第 556 行： @@
 ===第二十六堂===
-*教學進度(雷霆偵測站)
+*教學進度(雷達偵測站)
-*#超音波定位與畫面圖示
+*#超音波定位與畫面圖示[[file:Mbot0312.JPG|500px|thumb|center|雷達偵測站]]
 *任務
 *#製作機器人將超音波感測器安裝伺服馬達上，使偵測範圍變大，並將偵測到的物品位置，顯示在雷達圖上。
@@ 第 564 行： / 第 564 行： @@
 *#*使雷達圖上偵測方向，能隨伺服馬達轉動方向動作
 *#*製作定位程式
+===第二十七堂===
+*教學進度(迷宮機器人)
+*#複習距離比較程式
+*#使用伺服馬達製作
+*#加入巡邏機器人功能，循線感應器遇到白線需回頭巡邏[[file:Mbot0313.JPG|500px|thumb|center|機器人圖示]]
+*任務
+*#<font color="blue">比較程式</font>架構
+*#*轉動伺服馬達<font color="red">往左</font>並記錄感測值<font color="red">LD</font>
+*#*轉動伺服馬達<font color="green">往右</font>並記錄感測值<font color="green">RD</font>
+*#*比較<font color="red">LD</font>和<font color="green">RD</font>後轉向較大值方向
+*#新增程式功能
+*#*LD與RD相差值須大於10，才開始動作[[file:Mbot0314.JPG|500px|thumb|center|線路圖示]]
+===第二十八堂===
+*教學進度(荒島指南針)
+*#認識電子羅盤[[file:Mbot0315.JPG|500px|thumb|center|電子羅盤]]
+*任務
+*#製作指北車
+*#*設計一指北車，當方向接近北方時發出綠光，並且發出越來越密集的嗶嗶聲
+===第二十九堂(考試)===
+*考題
+*#可用感測器
+*#*搖桿
+*#*限位開關
+*#*超音波
+*#*電子羅盤
+*#*巡線感應器
+*#可用輸出裝置
+*#*直流馬達
+*#*伺服馬達
+*#*表情面板
+*#*動畫
+*任務
+*#使用超音坡或搖桿來設定模式1與模式2。<font color="red">(20分)</font>
+*#*模式1：使用表情面板可變化3種表情，並使用伺服馬達使面板擺動。<font color="red">(20分)</font>
+*#*模式2：製作跑馬燈顯示自己的姓名與電話。<font color="red">(20分)</font>
+*#完成可搖擺面板的機構。<font color="red">(20分)</font>
+*#創意加分(使用電子羅盤<font color="blue">10分</font>，創意想法<font color="blue">10分</font>)。<font color="red">(20分)</font>
+*總成績算法
+*#考試成績：60%
+*#平時成績(上課程式繳交)：40%

動手玩創意/進階：修訂版本之間的差異

2016年5月3日 (二) 13:31的最新修訂版本

目錄

槪述

課程目標

內容

上課規定

修課同學座位表

課程內容

第一堂(三上)

第二堂

第三堂

第四堂

第五堂

第六堂

第七堂

第八堂

第九堂

第十堂

第十一堂

第十二堂

第十三堂

第十四堂

第十五堂

第十六堂

第十七堂

第十八堂(期末成果發表)

第十九堂(三下)

第二十堂(加入教育擴充包)

第二十一堂

第二十二堂

第二十三堂

第二十四堂

第二十五堂

第二十六堂

第二十七堂

第二十八堂

第二十九堂(考試)

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