如何製作巡線自走車

再來則是介紹本次課程的第二大主角:Scratch圖像式程式語言,接下來廖老師讓大家安裝好已經有中文介面的Scratch圖像式程式,並且要安裝好相關的編譯環境。並且設立了一個簡單的程式,讓大家可以控制板子上LED的明滅,藉此來確認自己的編譯環境是否已經安裝完成,並且協助大家找出問題。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

▲將mBot連線到電腦上,透過Scratch圖像式程式語言來控制mBot上元件的運作。

廖老師說明,目前大家手上拿到的mBot,一共有四種輸出裝置,分別是LED、馬達、蜂鳴器、紅外線。LED是用來輸出光線、馬達則是提供動力,蜂鳴器提供聲音,至於紅外線則是用來與其它裝置進行溝通(例如套件中附的遙控器)。

當各組伙伴都已經熟悉了編譯環境之後,第一個實作就開始了:巡線自走車。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

mBot的巡線自走車是利用車子底部的光感應器,來感應黑線不同的狀態,藉此來控制左右輪子的轉動,藉此達成車子會自動依照黑線來移動的目的。

因為環境在不同的變化,因此mBot必需要不停地取得光感應器的狀態,獲得光感應器回傳的數值,透過這些數值來判斷是否在黑線上。因此Scratch必需要有一個變數來儲存巡線感應器的數值。

雖然聽起來很複雜,不過實際上在Scratch裡頭只要簡單的拖拉,實際的表示就是下面這個簡單的程式。(廖老師說明,由於要寫數mBot是屬於離線模式,在離線模式中變數必需要用英文,不得設為中文,否則在編譯的時候將無法執行)

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

再來就要說明mBot的「巡線感應器」原理,其實是靠底部有兩個光感應器所構成,透過這兩個光感應器,可以感應到是否有通過黑線。基本上兩個感應器與黑線之間會有如下圖的四種狀態,也因此依照偵測狀態的不同,會回傳0~3不同的數值。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

因此,當你在Scratch裡頭接收到感應起回傳的數值,如果是0(表示兩者都在黑線上)的話就要設定為前進。如果是1的話就要設定右轉,如果是2的話就設定左轉。如果是3,表示兩者都不在黑線上,這時就一樣讓他自主前進。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

巡線自走車的程式就是這麼簡單,接下來就交給家長與小朋友自由發揮。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

▲這位是劉爸爸、劉小弟(小四),劉小弟之前只有玩過普通積木的經驗,沒有碰過機器人這一類的玩具,不過劉小弟覺得一點也不難。

其實只要編譯環境安裝妥當,基本上用Scratch設定程式來控制mBot並不算太過困難。頂多遇到的問題,就是因為在接線的時候,把感應器的兩條線插反了,或是控制左右馬達的線插反了,導致前進變成後退,左轉變成右轉之類的問題而已。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

▲桌上空間太小沒關係,到地板上來玩更有趣!

發揮想像力,設計你的互動體驗程式!

由於時間有限,在做完巡線自走車之後,廖老師將原本的課程調整了一下,簡單介紹了原本預計介紹的智慧門鈴原理,交由各位家長回去可以與小朋友一同同樂。然後就切入一個新的主題:孩童如何與mBot進行互動來撰寫程式。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

過去你光寫程式只能看著程式在電腦上執行的成果,對於小朋友來說可能會有點無聊。但是現在透過與mBot的結合,小朋友可以看到自己的程式控制了一個硬體,與硬體進行互動,可以增加學習體驗的樂趣。

廖老師設計了一個打氣球的遊戲,這個遊戲主要是在Scratch裡頭執行,mBot只是拿來當成一種類似體感介面的工具,藉由mBot的超音波感應器,可以偵測拿著mBot的手勢上下擺動的狀態,來模擬打氣筒充氣的動作。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

透過這個程式,廖老師希望可以讓家長與小朋友一方面更熟悉程式的介面以及編譯環境,一方面也可以啟發小朋友去思考,透過mBot與Scratch之間的軟硬結合,可以玩出更多各式各樣的可能性。

學員心得與分享

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

▲詹爸爸、詹小弟(小三):詹爸爸表示詹小弟之前上過Scratch的課程,但是並不知道有可以結合程式的mBot可以應用,因此看到了這個課程顯得很有興趣。詹爸爸一家人住在宜蘭,得知廖老師有開這個課程,特地北上來參加。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營▲葉媽媽、葉小弟(小六):葉媽媽表示之前有給葉小弟買過樂高的機器人套件,不過小朋友喜新厭舊,玩了一陣子之後就沒有再玩了。這次看到課程的消息,小朋友也很有興趣,就帶她一起來參加。在課程的過程中,葉小弟是最踴躍發問的一位小朋友,他表示這個課程一點都不難,相當好玩。

【Maker Club】小學生都能輕鬆玩!mBot 機器人組裝、程式學習親子實作營

▲胡先生、胡小弟(小五):胡爸爸本身是程式設計師,因此在程式設計方面本身就有概念。倒是小朋友之前則沒有類似的經驗,只玩過普通的樂高積木,第一次嘗試自己動手。雖然這次在過程中學了很多新的東西,胡爸爸表示當然還是要回家小朋友自己持續摸索,才能理解。但這次的課程主要是讓胡小弟引發他學習的興趣,有繼續玩下去的動力。

使用 Facebook 留言

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則