動手玩創意/進階：修訂版本之間的差異

2015年12月15日 (二) 14:10的修訂版本

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

• 倒車雷達系統
• 閃避機器人
• 結帳收銀機
• 節奏遊戲
• Runing Robot
• 循環自行車
• 尋跡避障機器人
• 整合機器人功能

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

課程內容

第一堂

• 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

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)