「教師運算思維推動計畫」研習紀錄3/3(Day 2) @zfangの科學小玩意 @zfangの科學小玩意

呈上篇「教師運算思維推動計畫」研習紀錄(第一天) ，這裡紀錄105.0725~0727我參加開放硬體與scracth應用研習的第二天課程(與部分第三天教的功能)。

以下是第二天課程整理(流水帳)，這天比較偏理念的東西就放在下一篇~~

承接前一天的題目：設計按一下會亮，按一下又不亮。老師也解釋為什麼昨天他的程式邏輯上是對的，但卻是不會動。

老師說是電腦協調Arduino的能力不夠。uno這塊的處理核心相當於8位元的電腦。而大部分的電腦是64位元。只要在迴圈下面放一個等待0.1秒或是0.01秒，就可以動了。老師舉例，就好像是命令者快，但是做事者慢，命令者太快，所以被命令者選擇忽略，只要給一點緩衝時間等待，就能執行。

硬體介紹

用老師的相片介紹這三天研習的輸出與輸入裝置。相較我用手機拍的，他拍的真清楚啊~

下面是紅外線發射(輸出)，紅外線接收(輸入)。目前用不到。S2A用電壓，紅外線用頻率。

下面是單點循跡，紅外線發射與接收。偵測黑白，紅外線遇到白色反射率高，紅外線遇到黑色反射率低。這是類比輸入。

蜂鳴器，輸出裝置，而且這個是無緣的蜂鳴器，"無源"蜂鳴器啦！另二個是LED燈。

下面是水銀開關、按鈕開關、微動開關。

下面是一些類比輸入，旋轉開關(可變電阻)、熱敏電阻、光敏電阻、搖桿(裡頭有二個方向的可變電阻)。

搖桿，XY由可變電阻變化而得，還具有下壓的按鍵功能。所以一般的電阻是三支腳，只有一個訊號。搖桿有三個訊號，五支腳。

類比輸入練習

老師說，PWM要有~(蚯蚓)的。通常按鈕開關在2，而0與1給藍芽。

也講解了插槽的意義，上面一排黑紅藍是由右而左的012345678...。

========= 黑 (相通)
========= 紅 (相通)
========= 藍 (訊號，不相通)

下方的插槽卻是多了A，由左而右依序是A0、A1、A2、A3、A4、A5...這個A代表的是類比腳位。類比腳位只有輸入，於是我們學類比輸入。

將按鈕開關插入A1。如何看到類比A1的值？可以透過變數來看，怕它反應太慢罷工，迴圈中讓它多等待0.1秒。

發現，按下去是1023，放開變成0。數位輸入值是0與1，類比輸入是0與1023，開關不只是數位輸入，也能類比輸入(插槽要多一個A)。

程式不變，把剛才的按鈕開關直接換成旋鈕(可變電阻)，數值就會落在0-1023之間，下圖的數值是504。

利用不同輸入元件控制猴子吃香蕉

接著透過現成的猴子接香蕉遊戲來改造。原本的猴子是用鍵盤按鍵控制左右，現在要改成用可變電阻(旋鈕)來控制左右。也就是說，把輸入裝置變成我們手邊的輸入元件。

先利用剛剛接的旋鈕開關。

分析猴子的行為，立正站好與向左右走。一般都認為抓512，>512或<512，但這樣就沒有中間值，所以老師建議抓加減20，也就是>532，<492。

接著是進階，因為我們的輸入裝置已經比鍵盤強太多。如何控制移動速度，例如轉多就跑多一點？轉少就跑少一點？

另一方面，前面用的是相對座標模式，此時也可以再進階到絕對座標模式，利用可變電阻0-1023的範圍來控制猴子左右位置。X座標在-240~240之間，實際上只要抓210因此來換算，這時候就需要數學能力了。輸入：0---1023，猴子移動X座標：-210--210，最後用2.44來換算。

還能利用光敏電阻來控制猴子。手機手電筒提供光源，先找出值的變化，越近越亮值大、遠則暗數值小。我的是950~1000，所以要重新算數學找換算關係。比剛剛還麻煩一點，其實這種換算跟理化在學自製溫標換算很像~ 學生是理化不懂，還是數學不會呢？

改成搖桿輸入如何？搖桿用相對輸入比較好玩。也有老師設計讓猴子可以在X軸移動，也能在Y軸移動，就像會飛一樣。老師建議，這時如果幫猴子加上翅膀就會更貼切。

"是無源，不是無緣"的蜂鳴器

無源的蜂鳴器，念起來就跟音源線(姻緣線)一樣有諧音。它的功能類似喇叭，但更省電。在S4A是插在5、6、9。啟用數位腳位9為PWM，模擬聲音大小0-255。在S2A則多了音調功能來代替PWM。如果要讓它唱歌，可以配合清單。不過我不會使用清單，但是有老師做出來了。就聽到無源蜂鳴器在唱歌了。需要二個清單，一個是音調，一個是拍子(時間)。