20210816研習

(2021/08/16)

  • 16 EZ Start Kit+在教學上的使用


  • 開始上課前，利用5分鐘先熱身一下

  • (作業一)九九乘法練習器

    1. 按A鍵屏幕顯示被乘數(隨機1~9)

    2. 按B鍵屏幕顯示乘數(隨機1~9)

    3. 按A+B鍵屏幕顯示兩者的乘積


一、在使用腳位或擴展板前要先知道的東西

(一) 認識【數位】及【類比】

  • 何謂數位訊號？

    • 簡單來說，數位訊號只有兩種狀態。高電位跟低電位或者說1(ON)跟0(OFF)(可看做【電燈開關】，不是ON，就是OFF )。舉凡像是電腦、手機等等的電子產品幾乎都是輸送數位訊號。

  • 何謂類比訊號？

    • 簡單的說，就是除了數位訊號以外的訊號都叫作類比訊號。像是溫度的高低變化，聲音的大小變化等連續訊號都是類比訊號(可看做像【瓦斯開關】，不是只有開跟關而已，還有可大一點、小一點的調控 )。類比訊號為連續訊號，不像數位訊號只有0、1兩種狀態，而是在0、1間還有其他的值，像0.1、0.3888…等。

(二) 認識【輸出裝置】及【輸入裝置】

  • 以大家熟悉的電腦為例：

    • 輸出裝置（電腦利用【什麼】來告訴我們它執行的結果，電腦對外部裝置的控制）：螢幕、喇叭、印表機 ...

    • 輸入裝置（我們利用【什麼】來告訴電腦做事情，外部裝置對電腦的控制）：鍵盤、滑鼠、麥克風、搖桿 ...

    • 電腦 <===> 外部裝置

  • 今天的主角 micro:bit開發板也可看成是一台電腦，所以與micro:bit連接在一起的元件或感應器，也有輸出及輸入之分！

    • 輸出裝置：(micro:bit可控制的【外部裝置】，就是輸出裝置)

      • 又有分【數位輸出(DIGITAL OUT)】(ON/OFF)及【類比輸出(ANALOG OUT)】

        • 數位輸出(DIGITAL OUT)：

          • 像我們對【外部LED燈】做亮滅(不是亮就是滅)控制

          • micro:bit的腳位大都可以當數位輸出腳位來控制外部元件(或裝置)

          • 輸出高電位3.3V(1)與低電位0V(0)的數位訊號

        • 類比輸出(ANALOG OUT)：

          • 像我們對【外部LED燈】做漸亮或漸滅的控制

          • micro:bit的腳位有一些可以當類比輸出腳位

          • 上面的類比輸出腳位為PWM腳位，是將數位腳位模擬成類比腳位。

    • 輸入裝置 ：(外部裝置可將訊息傳給micro:bit的，就是輸入裝置)

      • 又有分【數位輸入(DIGITAL IN)】及【類比輸入(ANALOG IN)】

        • 數位輸入(DIGITAL IN)：

          • 【按鍵】是我們最常見的數位輸入裝置(相當於鍵盤)，我們可以利用是否按下【按鍵】來控制micro:bit的相關動作，micro:bit已內建A鍵及B鍵了。

        • 類比輸入(ANALOG IN)：

          • 【可變電阻器】、【光敏電阻】是我們最常見的類比輸入裝置，我們可以根據接收到的類比值來控制micro:bit的相關動作，如天黑請開燈....

(三) 認識micro:bit的腳位

(四) 先玩一下LED燈來熱身一下

  • 需要材料

    • LED燈

    • 鱷魚夾

    • 鈕扣電池(水銀電池)

  • 考考你：

    • 如何不寫程式就讓LED燈亮起

    • 如何寫程式就讓LED燈亮起

  • 另外，這麼多這麼細的腳位要如何用？當然要利用擴展板

(五) 認識【EZ Start Kit+擴展板】

  • 我們這次使用的擴展板是EZ Start Kit +

  • 元件內容：

    • micro:bit、Linkit 7697& ESP32插槽：支援micro:bit、Linkit 7697及 ESP32三種主板，依照專案需求選擇主板，開發模式更多元。

    • 樂高積木孔：可配合樂高專案應用。

    • 按鍵A&B：直徑約6.5mm的黑色圓形小按鈕，兩顆按鈕能讓您輸入指令並控制擴展板。

    • DHT11溫溼度感測器：可以量測溫溼度。量測值：空氣中的溫度(0~50度)，與相對溼度(百分比)，量測完成的數值可顯示於1.3吋的OLED液晶螢幕。

    • 單色LED：單色LED共有三個顏色，分別是紅色、黃色、綠色。 有了這三顆燈除了可以練習如何用程式點亮LED，也能製作紅綠燈小專題。

    • 光感測器：採用光敏電阻來檢測環境光的強弱，量測數值範圍是0~4095，數值越大表示光強度越強。

    • RGB LED：單色LED上方有相同數量的RGB LED燈，與普通的彩色LED不同之處為自帶驅動晶片。只需一條訊號線即可控制點亮不同顏色。

    • 無源蜂鳴器：能使用程式來讓它發出聲響，也可利用它來播放自己編寫的音樂或是當作警報器使用。

    • 紅外線接收：可以接收紅外線遙控器發出的訊息，執行此功能需搭配紅外線遙控器使用。

    • OLED顯示器：1.3吋的OLED螢幕，能顯示感測器所讀到的數值外，也能用於程式除錯。

    • 繼電器：主要功能是可用小電流控制大電流元件，簡言而之是一個電子開關，當送電給它時，內部會接通，反之則斷開。

    • 可變電阻：透過程式讀取可變電阻可得到0~4095的數值，調整數值的方法可透過旋轉可變電阻來改變，可用來製作需要調節控制的專案，例如：透過可變電阻調整LED亮度。


二、擴展板內建基本功能使用

    • 進入makecode

      • 建議使用Google chrome的瀏覽器

      • 直接在網址列打上makecode搜尋

    • 先不用官方積木

      • 點亮或關閉1顆燈(紅、黃、綠)燈的測試 (數位輸出測試)，是不是跟我們自己外接的LED燈很像

      • 點亮或關閉繼電器(先想像成一顆燈)

      • 裝了擴展積木後，micro:bit的屏幕就失去作品，所以先測試OLED的使用

      • micro:bit不只屏幕失去作用，溫度感測器也沒作用

      • 測試按鍵(數位輸入)，並將其值顯示在OLED上

      • 測試可變電阻器(類比輸入)，並將其值顯示在OLED上

      • 測試光感測器(又稱光敏電阻)(類比輸入)，並將其值顯示在OLED上

      • 利用可變電阻器控制LED燈亮度

      • 先做一個簡單應用： (結合兩個以上的元件)

        • 請大家加入老師建立的classroom ：microbit.org/join

        • 天黑請開燈

          • 家裡小夜燈

          • 路燈系統

  • 自主學習：

    • (作業二)天黑請開燈

  • 直接利用micro:bit主板的【光線感測器】及【屏幕上的LED燈】完成【天黑請開燈】

      • 在網址列再重新開一個makecode

      • 當天黑時，屏幕的燈全部亮起

      • 當天亮時，屏幕的燈全部關掉

      • 這是自主學習題，你把之前所學的應用到此作品


    1. 給大家一點時間想一想，剛剛所教的

    2. 你想拿它來做什麼應用？


    1. 使用官方積木

  • (作業三)請同學設計一個猜數字遊戲

    1. 我出數字，電腦(micro:bit)來猜數字

    2. 請同學先出一個1~99的數字給電腦猜

    3. 電腦會採用隨機猜數字，並將數字呈現在屏幕上(若沒有看清楚，可將板子搖晃一下，重新顯示數字)

    4. 若電腦猜的數字太小，請按A鍵

    5. 若電腦猜的數字太大，請按B鍵若電腦猜對了，請按A+B鍵，並顯示打勾及猜的次數

    6. 老師的解答：https://makecode.microbit.org/_UhFD2aYKTH3t

  • (作業四)猜數字遊戲二

    1. 電腦(micro:bit)出數字，我來猜

    2. 電腦會隨機出1~99的數字

    3. 我輸入一個數字，搖晃主板，會再顯示我輸入的數字

      • 請同學想一想要如何輸入一個2位數的數字

    4. 如果我輸入的數字太大，屏幕顯示【向上】的箭頭

    5. 如果我輸入的數字太小，屏幕顯示【向小】的箭頭

    6. 如果我輸入的數字與電腦一樣，屏幕會顯示【打勾】的圖案，及猜了幾次的數字

    7. 老師的解答：https://makecode.microbit.org/_ERDi3wRJ3EsJ


三、其他元件的基本功能使用

  • 一般廠商做的【模組】，通常有三隻腳，一隻為GND(接地)、一隻為VCC(供電)，一隻為信號線(Single)，合稱GVS，GND為負極，VCC為正極，這兩個腳位為模組【供電】。

  • 再外接其他元件

    • 伺服馬達

    • 超音波測距感測器

    • 土壤濕度感測器

四、小車測試