動手玩創意

第一堂課程

課程大綱

• S4A介紹
• 軟體安裝與連線準備
  1. 軟體下載
  2. 安裝S4A操作介面
  3. 安裝Arduino軟體介面
  4. 安裝USB驅動程式
  5. 韌體上傳
• 硬體連線與測試
• 感測器介紹

S4A Sensor Board 介紹

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

單元練習

• 閃爍紅綠燈

第二堂課程

課程大綱

• 感測器與馬達應用介紹
• 測試SENSOR BOARD上所有感測器
• 組裝智慧居家屋配合感測器設計智慧屋的功能
• 使用電腦動畫配合感應器製作模型
  1. EX:按鈕開燈、 聲控開燈、光感測開燈
• 分享設計機器人需要的感測器以及應用在哪一種功能上與機器人的特色

第三堂課程

課程大綱

• 機器人重要特性為可移動性可做預期的動作
• 伺服馬達排線顏色與功能
  1. 黑(棕) = GND = 接地線
  2. 紅 = Vcc = 正電
  3. 橘 = Signal = 訊號線
• (連續、角度)馬達腳位功能
  1. 連續旋轉馬達排線接在腳位4或7
  2. 角度伺服馬達排線接再腳位8
• 製作正齒輪箱 (加速器、減速器)
  1. 應用滑桿調速齒輪轉向
• 製作齒條傳動
  1. 設計程式使齒條能來回運動
  2. 應用按鈕開關每按一次出拳一次
• 斜齒輪傳動
  1. 製作四輪動車與傳動軸

第四堂課程

課程大綱

• 製作遊樂場咖啡杯機構(認識行星輪系運動公轉與自轉)
• 製作鏈輪傳動機構
• 製作摩天輪(比賽慢速轉動,齒輪小帶大減速)
• 認識齒輪比 大鏈輪30T小鏈輪10T
• 製作皮帶輪模型 轉圈圈模型 製作盪鞦韆模型
• 設計同一觸碰按鈕可改變馬達正反轉的程式
  1. 方法一
     • 設一變數每改變一次則變數+1，判斷變數除2的餘數為1或0作動。
  2. 方法二
     • 設一變數每改變一次則變數乘-1，判斷變數大魚0或小於0而作動。

第五堂課程

課程大綱

• 動畫與實體燈號結合應用
• Google去背圖片搜尋救護車圖片
• 程式指令〝廣播方塊〞介紹 , 廣播方塊類似副程式概念方便程式編輯整理規劃
• 製作紅綠燈的燈號並配合動畫裡人車動作
• 任務提示
  1. 道路綠燈亮3秒
  2. 道路綠燈閃爍3次
  3. 道路紅燈亮5秒
  4. 行人可通過斑馬線
  5. 道路紅燈閃爍3次
  6. 道路綠燈亮
  7. 循環
• 加入救護車提示音能讓功能更齊全喔

第六堂課程

課程大綱

• 介紹連桿機構，又稱剛性傳動組件，可同時使用拉力與推力。
• 連桿機構聯想翹翹板、 雨刷 、天平、平行夾爪
• 製作翹翹板平行連桿機構
• 製作簡單程式控制蹺蹺板上下擺動五次

第七堂課程

課程大綱

• 利用齒條製作消防員爬樓梯模型
• 製作上下樓梯程式(需有走樓梯的感覺加入馬達停止延遲時間)
• 製作房間場景(練習挑正亮度與顏色)
• 製作房間場景程式(動畫的圖諞須調整亮度與顏色)
• 製作火焰程式(大火→中火→小火變化)
• 製作消防員爬上樓梯後左右滅火的動作
• 任務說明:
  1. 當房間場景開始失火，則警鈴響起按下紅色按鈕後消防員開始爬梯子等爬到最高後開始噴水救火，火焰從大火→中火→小火→無火，警鈴停止消防員下樓結束救援

第八堂課程

課程大綱

• 介紹現今消防隊雲梯車的規格(台灣最高60m世界最高101m)
• 介紹交叉連桿機構應用(工廠升降機、機車行機車維修台、學校大門口伸縮門)
• 製作雲梯車機構
• 測試雲梯車上升至最高處的秒數

任務說明

• 編寫雲梯車程式，上升至最高處停留兩秒在下降至最低點郭程中發出警示音並用紅色觸碰按鈕當開關
• 製作旋轉平台並編寫可控制左右旋轉的程式
• 進行雲梯車相撲小遊戲

第九堂課程

第九堂課程

課程大綱

• 布穀鳥鐘介紹(布穀鳥鐘產自德國南部，內部有設計精巧的齒輪裝置，每到半點和整點鐘上方的小木門就會打開並出現一個會報時的布穀鳥，並發出〝咕咕〞的聲音)
  1. 變數與資料型態介紹
  2. 整數(Integer):不含小數點的數值
  3. 浮點數(Float):具有小數點的數值
  4. 布林值(Boolin):True& False
  5. 變數(Variable):可隨時變更或指定的數
  6. 常數(Const):不可隨時變更或指定的數
• 完成倒數計時器程式(設一變數每減少一次變數裡的數值時同時延遲一秒鐘，所以減少10次便延遲10秒鐘即成為一倒數計時器)

任務說明

• 完成倒數10秒後啟動馬達啟動咕咕鐘並且發出音樂5次
• 完成可調倒數秒數的咕咕鐘，應用A0滑桿調整倒數計時器並且按下紅色觸碰按鈕後完成設定隨後啟動咕咕鐘功能
• 配合電腦問答後裝置會依輸入的答案作倒數計時的秒數而啟動

第十堂課程

課程大綱

• 創意機構大挑戰 設計擺動機構玩偶
• 上網搜尋相關仿生獸圖片(搜尋:mechanisms、automate、MovingToy)
• 仿生獸可作的主題有恐龍、鳥、飛馬、狗、貓、豬、雞、人、蛇、大象、魚、鱷魚....等
• 設計動物動作(應想中的這些動物最常做的動作)
• 使用馬達來設計該動作(少一個動作)
• 旋轉運動可透過特定機構達成直線運動、擺動來達成我們欲完成的動作
• 製作仿生獸並在完成後報告相關動作原理與主題

第十一堂課程

課程大綱

• 複習角度伺服馬達(角度伺服馬達接在D8腳位並注意排線顏色)
• 紅外線感測器介紹
  1. 可接在Analog3~ Analog5其中一個電話線連接孔
  2. 其感測到的數值會顯示在舞台區偵測面板數值的A3~A5
  3. 感測範圍為10cm~80cm回傳的數值約100~680
  4. 感測範圍外的回傳數值較不穩定也不線性
• 測試當距離為10cm、20cm、40cm、60cm、80cm的感測值
• 配合紅外線感測器設計完成射門員與守門員
  1. 分組1 3 5 7 9 組設計守門員
  2. 2 4 6 8 組設計射門員
• 設計手動啟動裝置，啟動守門員守門或射門員射門已進行比賽