webduino
單元一:(節數時間:40 mins)
Arduino介紹
Arduino是2003年一位義大利研究生為了讓沒有電子學基礎也能使用簡單地微電腦設備來打造能結合電腦程式與現實世界的簡單原型作品,因此有了Arduino。
Arduino是一種控制板的總稱,可以結合電子元件,如開關或感測器或其他控制器件、LED、步進馬達或其他輸出裝置,做出許多互動作品。Arduino也可以獨立運作,成為一個可以跟軟體溝通的介面。
認識Webduino (Arduino + Web)
一般的Arduino必須透過 Arduino IDE來控制,不僅要寫英文的程式碼,還要將程式碼寫入才能控制。為了方便國小學生使用,我們採用Webduino這種控制板。
Webduino 可以透過Blockly的圖形化介面來寫程式(類似Scratch)。
而且已經內建一些設備,十分方便,也可以外接麵包板來擴充其他的元件。
Smart介紹
開發板內建:一個光敏電阻、一個三色燈和一個微型按鈕開關
(1) AD 腳位:預設供給光敏電阻使用
(2) 三色 LED 燈:紅色使用 15 號腳、綠色使用 12 號腳、藍色使用 13 號腳
( 三色 LED 燈為「共陰」,外接的三色 LED 為「共陽」 )
(3) 微型按鈕開關:使用了 4 號腳位,使用的時候要特別注意。
(圖片來源: webduino網站)
Webduino Smart 是一塊長 3 公分寬 2.5 公分的開發板,重量約 85 公克
數位腳位: 0、2、4、5、14、16
PWM 腳位:12、13、15
類比腳位:AD ( A0 )
其他腳位: TX、RX、3.3V、VCC、RST 和 GND 各 1 個。
可將這些腳位接上我們要的元件和感測器,再使用程式控制,完成想要的功能
Webduino Blockly 畫面介紹
接上Webduino
(請小心插線方向,不要使用蠻力,不要使用蠻力,不要使用蠻力)
插上之後會短暫有紅燈閃爍,熄掉之後閃綠燈之後又會熄掉代表連線成功。
測試Smart 連線
在右上角輸入裝置ID (在盒子上,大小寫要一模一樣!!)
如果連線成功會是綠色閃電,如果失敗是紅色閃電。
連線成功就可以把這個ID複製下來。 準備開始使用囉!
測試 Led燈
Smart上面已經有內建一顆三色LED燈,我們可以直接使用,選擇【元件模組/三色LED燈/三色共陰LED】。
馬路紅綠燈製作
rgbled設定紅、黃、綠三色,加上【進階功能/等待】積木。
還有怎麼讓LED燈【熄滅/關燈】?
七彩霓虹燈循環變化
rgbled設定不同顏色,記得加上「等待」的積木。
還有怎麼【重複執行】呢?
網頁互動區域/按鈕行為
設定5種【按鈕行為】,讓三色LED燈分別呈現:隨機顏色、紅、綠、藍、黑
呼吸燈專題
自由調燈色專題
單元二
認識麵包板
麵包板(Breadboard)或叫免焊萬用電路板(solderless breadboard)。
我們使用的這種小板比較簡單,他是五個一組的接孔相連,所以只要接上任何一孔, 代表都會相通。
為什麼要使用麵包板?
控制板上的插孔不足。
要串接其他裝置
接線
使用杜邦線作為接線,可以分成公母兩種接頭。
由美國杜邦公司發明,作為快速連接電子元件的線材,不需要透過焊接就可以使用,不同顏色能讓我們避免接錯線。
卡榫脫落怎麼辦?
接線方式
紅綠燈製作
LED燈接線
準備器材
先將公公杜邦線連上
長腳是+(正極,高電位),短腳是-(負極,)。
長腳接訊號口,短腳接GND(接地)。
LED的正負接線不能接錯,不然會燒毀!
LED的正負接線不能接錯,不然會燒毀!
LED的正負接線不能接錯,不然會燒毀!
程式部分:
使用積木:
互動區中網頁按鈕。
元件中的LED積木。
設定按鈕
單元三
網頁互動區:
互動區中網頁按鈕。
元件中的LED積木。
設定按鈕
光敏電阻 photocell
資料來源:https://tutorials.webduino.io/zh-tw/docs/basic/sensor/photocell.html
光敏電阻常見於小夜燈裡面,光敏電阻主要是利用光電導效應的一種特殊的電阻,當有光線照射時,電阻內原本處於穩定狀態的電子受到激發,成為自由電子。
所以光線越強,產生的自由電子也就越多,電阻就會越小,透過會變化的電阻值,進一步產生輸出強弱訊號。
光敏電阻網頁互動區域:「顯示文字」來顯示光敏電阻數值,所以要先打開 Webduino Blockly 的網頁互動測試區,下拉選單選擇「顯示文字」,此時在右下角會出現對應的積木功能可以選擇。
把開發板放到編輯畫面裡,填入對應的 Smart 開發板名稱,開發板內放入光敏電阻積木,名稱設定 photocell,腳位設定 A0。
因為光敏電阻是類比訊號,偵測的速由開發板的類比取樣速率決定 ( 每塊開發板只會有一個類比取樣速率 ),可以從開發板的下拉選單中進行設定,這裏設定為 100ms ( 0.1 秒 )。
單元四
超音波感測器ultrasonic
超音波傳感器 ultrasonic
顧名思義就是會發送超音波,藉由超音波碰撞到物體之後反射回來的時間差,就可以計算超音波傳感器與相對應物體之間的距離。
超音波傳感器 HC-SR04 上頭有兩個類似喇叭的裝置
1. Trig,負責發送超音波
2. Echo,負責接收反射回來的超音波
最後會得到一個單位為「公分」的數值,就是超音波傳感器與待測物體之間的距離。
轉換公式:「距離(cm) = 時間(us) / 2(來回) /29.1 (m/s轉換cm/us)」
◎ 接線方式:
VCC 接在 3.3v 或 VCC 的位置
GND 接在 GND 的位置
Trig 和 Echo 接在數字腳位上即可。( 在這篇我們將 Trig 接在5,Echo 接在 4 )
因為超音波有指向性,如果今天受測的物體是傾斜的,超音波可能就會被反彈到別的地方,或是今天待測物會吸收聲波,可能測出來的距離就會有不準確的情形發生。
數位尺專題
先將超音波傳感器接上麵包板,再使用公公杜邦線接至Smart板。
要記住Trig 與 Echo的腳位。
還有 GND 與 VCC 絕對不能接錯。
還有 GND 與 VCC 絕對不能接錯。
還有 GND 與 VCC 絕對不能接錯。
拉入超音波設定積木,輸入正確腳位。
每0.5秒偵測,並使用文字顯示在網頁互動區。
倒車雷達 (紅綠燈板) 應用影片
單元五
LED矩陣
LED 點矩陣顧名思義,就是用許多 LED 燈所組成的元件,最常見到的就是在火車、公車...等大眾運輸裡常見的文字跑馬燈,在這個單位裡頭將會使用 8 × 8 的 LED 點矩陣,型號為 MAX7219,因此可以做出 8 × 8 的圖形或是文字。
◎ 接線方式:
MAX7219 LED 點矩陣有五支接腳,分別是 VCC、GND、Din ( Dout )、CS ( 晶片選擇 ) 和 CLK ( 時脈 )。
Din (黃色)接 12。
CS (綠色)接 14。
CLK (藍色)接 16。
VCC(紅色) 接 VCC。
GND(橘色)接GND。
範例:
跑馬燈: HAPPY NEW YEAR 2018
代碼產生網頁裡,我們可以直接用滑鼠點選畫圖,或直接用下拉選單產生預設 文字、數字或圖形,完成後點選「複製」,就可以將代碼複製起來,再貼回 Blockly 編輯工具即可。
溫度感測器
單元五 震動感測器