2018年12月10日 星期一

MakeX 2018 回顧及 MakeX 2019 預覽

今年我本人非常榮幸獲邀,在過去的 12 月 7 至 9 日在廣州南沙為 MakeX 2018 全球總決賽擔任小學組裁判。除了工作之餘,還可以觀摩學習來自歐洲、亞洲、大洋洲、南美洲、北美洲五大洲,包括中國、香港、台灣、克羅地亞、哥倫比亞、印尼、日本、馬來西亞、墨西哥、菲律賓、泰國、土耳其、越南等 20 個國家及地區的總決賽精英選手的精彩技術。



MakeX 2018 由三個不同主題賽事項目組成,分別為「MakeX Starter(藍色星球)」、「MakeX Challenge(星際探索)」、「MakeX Premier(攻城守壘)」。


而按照慣例,MakeX 2019 的內容會在 MakeX 2018 的最後公佈,MakeX 2019 除了原來會有的「MakeX Starter(守護家園)」、「MakeX Challenge(勇者征途)」、「MakeX Premier(極速救援)」之外,也會引入兩大全新賽項「MakeX Spark(我的城市)」,一個低門檻、作品多樣的線下創意比賽及「MakeX Coding(主題多樣化)」,一個線上編程創意比賽。


MakeX 2019 機器人挑戰賽將會延續「創造」、「協作」、「快樂」和「分享」的賽事精神,並以 STEAM 教育為核心,在工程技術、策略協作和戰術執行方面對選手提出更高的要求。


MakeX 將在於明年引入全新主控板、電子件、電機和結構件,進一步提升創新性、觀賞性、課程培訓、系統信息化和專業器材,給選手和觀眾奉獻出更高質量的國際化賽事。



其他有關於 MakeX 2019 的資訊最快也要明年 1 月才會有消息,希望大家繼續保持期待,支持 MakeX。

2018年11月9日 星期五

Makeblock Family WhatsApp Stickers 下載

近日,WhatsApp 終於推出了貼圖功能,我貪好玩將 Makeblock 官方的圖片加上粵語字句,造成 WhatsApp Stickers,讓原先已經很可愛的 mBot,增添一份有趣色彩。

大家可以按照自己的需求,選擇對應的應用程式下載,即可獲得這一套共 20 個的 WhatsApp Stickers 了!

Android 介面

iOS 介面


下載傳送門:
Android(Google Play Store):https://play.google.com/store/apps/details?id=com.cmdwq.makeblockfamilystickers

iOS
方法一:App Store
由於 App Store 拒絕近似設計的應用程式,因此需要借用其他方法下載。一旦成功加到 App Store,會即時更新。



方法二:WSTicK
下載「Stickers」的 PNG 檔案:
粵語版:https://drive.google.com/open?id=12VOT3-yCRVny4rFHcJvuZpo7Z1F75s9b
國語版:https://drive.google.com/open?id=1YlA3ipQNYYPAvf2oHCgiPExk10aBwbhw
英語版:https://drive.google.com/open?id=1YZDz6oR6EsD4Xpmsip33k3ZdOL3mwoY5

下載並使用《WSTicK》,點選右上角的「+」,選擇剛才下載好的 PNG 圖檔,即可製作 Stickers,儲存後即可以把貼圖新增至 WhatsApp!



在下面留言給我,讓我繼續為大家做有趣的事!

2018年7月13日 星期五

Makeblock電子模組手冊:Me Audio Player 音訊播放器

簡介

Makeblock 產品一向要播放聲音,只能利用蜂嗚器播放單音調。Me Audio Player 音訊播放器內置語音解碼芯片,可以播放音樂,並且可以錄音,並兼容所有 Makeblock 的主控板。Me Audio Player 音訊播放器更備有 Micro SD 記憶卡插槽,用家可儲存不同歌曲以播放音樂,存取錄音更方便。

技術規格


  • 作業電壓:5V DC 
  • 麥克風靈敏度(1Khz):50-54dB
  • 麥克風阻抗:2.2 kΩ
  • 麥克風信噪比:58 db
  • 喇叭額定功率:1W
  • 喇叭額定阻抗:8±15%Ω
  • 通訊方式:I2C
  • 最大電流:500mA
  • 模組尺寸:56 x 41 x 28 mm (長 x 寬 x 高)

特點


  • 板載藍色 LED 常亮表示音樂播放狀態,閃爍表示錄音狀態
  • 對聲音靈敏度高
  • 模組的金屬孔區域是與金屬梁接觸的參考區域
  • 具有反接保護,電源反接不會損壞 IC
  • 支援 mBlock 圖形化程式設計,適合全年齡用戶
  • 使用 RJ25 介面連線方便
  • 支援 Micro USB 直接拷貝音訊檔,不需要讀卡器
  • 直接支援 MP3、WMA、WAV 檔

連接模式

Me Audio Player 音訊播放器介面是白色色標,說明是 I2C 信號控制,需要連接到主控板上帶有白色標識介面。以 Makeblock Orion 為例,可以連接到 3、4、6、7、8 號介面,而使用 Makeblock mBot,則可以使用全部介面。

編程指南

Me Audio Player 音訊播放器暫時未能於 mBlock 5 中使用,需使用 mBlock 3 並下載擴充功能。

下載擴充功能

於【擴展管理器】中,搜索「MeAudio」,並下載官方的「MeAudioPlayer」。如有需要繁體中文版,亦可以下載「MeAudioPlayer(繁體中文版)」。

積木內容

擴充功能內有 13 個積木,大部份按字面意思就會明白用法。



其中,檔案名稱不用加雙引號(""),亦為了避免數字轉化為文字發生錯誤,不建議使用純數字命名檔案。


播放次序按照 Micro SD 記憶卡內的檔案名稱順序。


如果沒有特別設定播放模式,預設播放模式就是「單曲循環」:


音訊檔案格式注意事項

  • 音量設置語句塊後面請增加適當的延時,等待其生效。
  • 使用 Micro SD 記憶卡存儲音訊檔,支援播放MP3,WAV,WMA
  • 採用 FAT 和 FAT32 檔案系統
  • 音訊檔命名格式支援英文命名(不區分大小寫),字母與數字混合命名,命名長度建議少於 8 個字元,例如:「Hello.MP3」、「T002.MP3」、「R000001.MP3」
  • 不建議使用純數字命名
  • 音訊檔在 Micro SD 記憶卡中的排序:建議按檔案名排序
  • 如檔案名稱已經存在,將會覆寫檔案
  • 本模組不支援中文命名的音訊檔
  • 禁止使用符號命名,如:v1.0”、o_o0、….

Makeblock電子模組手冊:Me RGB 巡線感應器

簡介

Me RGB 巡線感應器專為 mBot 巡線比賽設計,有 4 個 LED 用於線路檢測反饋及新環境學習,可按照情況檢測不同顏色的背景及軌道。它更具有快速檢測功能,在使用新巡線地圖前,只需要將 Me RGB 巡線感應器放在巡線地圖上,並通過按鈕學習線路及地圖背景,就可以適應不同的巡線地圖。本模組介面是藍白色色標,說明是雙數位、I2C 介面,需要連接到主機板上帶有藍白色標示介面。

技術規格

  • 作業電壓:5V DC 
  • 工作溫度:0 ~ 70℃ 
  • 檢測高度:5 ~ 15 mm(依跑道材質和光照情況不等)
  • 模組尺寸:48 x 72 x 26.5 mm (長 x 寬 x 高)

特點

  • 具有 4 隻 LED 指示燈用於巡線回饋以及新環境學習情況
  • 支援場地學習功能:識別並記錄所用場地的背景及路徑的顏色
  • 支援切換 RGB 補光顏色:目前暫時支持三種顏色切換(紅、綠、藍),長按 2 秒按鍵切換 RGB 顏色
  • 巡線靈敏度可調

連接模式

由於 Me RGB 巡線感應器介面是藍白色標,當使用 RJ25 介面時,需要連接到主控板上帶有藍白色標的介面。以 Makeblock Orion 為例,可以連接到 3、4、6 號介面,而使用 Makeblock mBot,則可以使用全部介面。

原理解析

Me RGB 巡線感應器主要有 4 對 RGB 發射管和光敏接收管,如下圖:


當 RGB 發射管經過不同顏色背景時,光敏接收管將接收到不同的光資訊轉化為電信號,並經過放大器後由模擬口輸出具體數值。軟體再把 4 個光敏接收管的類比值做融合演算法,最終計算輸出感測器模組偏離賽道的位置偏移量,用戶可以直接把該偏移量用於控制左右兩個電機轉速實現巡線。

學習方法

如果比賽場地、環境、Me RGB 巡線感應器安裝位置等發生了變化,建議重新學習感測器模組,學習資訊會保存在 eeprom,防斷電丟失。完整的學習過程包括四個步驟:
  1. 調整補光燈顏色:
    根據場地背景和軌道的顏色,通過長按按鈕選擇合適的補光燈顏色。
  2. 學習背景顏色:
    將 Me RGB 巡線感應器安裝在待使用的位置,並使其 4 個 RGB 燈都正對場地背景,按一下按鍵,四個 LED 指示燈開始慢閃,2 ~ 3 秒後學習完成,LED 指示燈停止閃爍。
  3. 學習賽道顏色:
    將 Me RGB 巡線感應器安裝在待使用的位置,並使其 4 個 RGB 燈都正對賽道軌道,按兩下按鍵,四個 LED 指示燈開始快閃,2 ~ 3 秒後學習完成,LED 指示燈停止閃爍。
  4. 測試確認:
    保持該模組固定在待使用的位置,調整四個探頭的位置以確認其是否能正確檢測到背景及線的顏色。檢測到背景時,探頭對應的 LED 亮起,檢測到線時,其對應的 LED 熄滅。

編程指南

Me RGB 巡線感應器暫時未能於 mBlock 5 中使用,需使用 mBlock 3 並下載擴充功能。

下載擴充功能

於【擴展管理器】中,搜索「RGB」,並下載官方的「RGBLineFollower」。如有需要繁體中文版,亦可以下載「RGBLineFollower(非官方繁體中文)」。

積木內容

擴充功能內有 4 個積木,而只有第一個及最後一個會被經常使用(紅框):


4 個積木的共同之處都是要選擇「連接埠」及「address」。「連接埠」可按照不同主控板而選擇藍白色的連接埠,而「address」則用於保存學習資訊,以便用家不需每次開機重新設定,因此普通使用只需要保持在「address1」即可。

「set the RGB line follower (連接埠1) (address1) sensitivity (0.3)」

這個積木可設定 Me RGB 巡線感應器的靈敏度,用家可按實際使用時的光暗環境而有所調節。數值越低,靈敏度越低。光線越少,靈敏度越大。

一般室內光管照明,可使用 0.5。

「RGB line follower (連接埠1) (address1) position status is ('0000')」

 相對於傳統巡線感應器,要注意「0」是代表軌道顏色,而「1」則是背景顏色。

傳統巡線感應器會回傳 0、1、2、3 去代表不同的狀態。而 Me RGB 巡線感應器則需要用布林值積木,問問是否這個狀態。

參考下圖,「0000」代表著「(RGB4) (RGB3) (RGB2) (RGB1)」:


因此,按照正常安裝方式,「0000」就代表著 Me RGB 巡線感應器的 4 組探頭都在軌道上,「1001」就是正常的在軌道上,「1101」就是偏右了,「1011」就是偏左了等等。當然,總共有 16 個可能性,用家可以按照需要再細分。

2018年5月10日 星期四

如何讓零編程經驗學生成功
應用編程教具?

簡介

本人在 2018 年 5 月 10 日應 Makeblock HK 邀請,分享「如何讓零編程經驗學生成功
應用編程教具?」,以下為分享會中的文字內容。

背景

本人任職教師前主修電子工程學及計算機工程學,略懂編程,而現在則主要任教小學三至六年級的數學、常識及電腦科。學校的 STEM 課程由 2015 - 16 年度開始,以常識科主導,每級有最少一個單元加入 STEM 元素,並且沒有編程的內容。而學生方面,在 2017 - 18 年度前,只有小六學生會學習 Scratch;2017 - 18 年度開始,小四及小五學生亦開始學習簡單編程。

選擇編程教具

為了讓零編程經驗學生能夠成功應用陌生的編程教具,必須要選擇合適的編程教具。

少組裝(上螺絲)

對於不常接觸電子、電器的學生來說,要用螺絲批上螺絲或是組裝支架是有難度的,更重要是會令大量螺絲不知掉到哪兒,因此,使用感應器或模組應以方便組裝優先。

少積木/文字編程,著重邏輯思維

學習編程不是為了背誦程式命令,而且為了培養邏輯思維,因此,編程軟體應盡量積木或文字形式的編程,或能夠突顯邏輯思維當中的思路。

容易看到即時成果

經過了一節課堂,學生最開心是看到自己所學習的成果,相比起在電腦螢幕上看見熊貓在走來走去,拿在手裡遊玩的滿足感更大。配合顯示屏的教具讓成果能夠更多元化地展示出來。

方便攜帶

理由和上面一樣,總不能讓學生困難地帶著他的成果向同學、父母展示吧!

自學方便

我們在校推動學生自主學習,當學生遇到問題時,我們都希望學生能自行先行嘗試解決問題,再請教老師。因此編程教具必須提供全面的網上學習資源,讓學生能在互聯網上,找到合適的資源,協助他們解決問題。

教案分享

我們考慮來年在現有的課題上,加入編程部份,令學生的創意能夠更容易實體化。近日,Makeblock 推出 Codey Rocky(程小奔),並可以與 Neuron 作結合,發揮功能性,並符合我們所想。因此,以下教案將分享如何在舊有教案上,加入新的編程元素,令學生學習更有樂趣。

解決日常生活中遇到的難題(小五,常識,電的探究)

這個課題是我們自 2017 年開始的 STEM 教案,往時我們會先以「不會亮的手電筒」作引入,帶出甚麼是「閉合電路」及它的功用。然後透過一系列實驗,讓學生了解不同的電路接駁方法、導電體和絕緣體、不同的開關效果等等。

實驗後,我們希望學生綜合不同電路的接駁方法,選取其中一個電路效果作為研習主題,
設計一個日常生活中遇到的情境或難題,並以該電路作為解決方法
及解釋它的理念。我們只提供了 5 條鱷魚夾電線、4 粒 LEDs、1 粒蜂鳴器和 1 個 3V 電池座。學生的設計情境或難題雖有不同,但電路卻是同出一轍。其中一組學生設計一個「下雨警報器」,以雨水作為導電體,通知人下雨天收衣服:


他們完成後,我很喜歡問他們:「如果你有錢,有資源,你會如何改善你的設計呢?」


現在他們可以利用 Codey Rocky + Neuron 重新製作設計,以 Codey 作編程,配合 Neuron 作功能性發展,不再是空口說白話。

為甚麼選擇 Codey Rocky + Neuron  這個配搭呢?主要原因是因為 Neuron 的功能選擇多元化,比 mBot 系列的選擇更多更有趣。使用安全膠面及 Pogo Pin 磁吸設計,即使組裝支架亦十分簡單。Codey 自帶顯示屏,顯示表情有趣。處理 IoT 簡單直接。亦可用 Neuron 先以 Flow-based Programming 控制學習。

舉一個例子,用濕度感應器預測下雨,以 Rocky 控制移動,加入 IoT 收集資料,並且用Codey 互相通訊,模擬智能家居,簡單直接。

隔音物料測試(小五,常識,聲音的探究)

較早前,我設計了隔音物料測試的裝置,當時 Codey Rocky 還沒到手,沒法使用。


近日參觀友校的課堂,他們用了 mBot 作教具,提供了完整的程式讓學生測試。



但學生學習了如何使用感應器後,不讓他們試用實在有點可惜。建議可讓學生自行設計整個隔音測試器,感應器和聱源的擺放位置,也可抽走較難處理的部份,例如外接的線路。讓學生先以流程圖描繪程式的流向,並在實作時提供部份程式,指示學生加入使用感應器及處理數據的部份,能更有效達到培養邏輯思維的目標。


使用了 Codey Rocky + Neuron 讓聲源和檢測更容易受控制,不需處理外接電源的煩惱。在收集數據和分析時可讓學生反覆檢查流程圖,再認真檢查程式
是否出現微小錯誤。多讓學生自己思考方法,或以問題刺激他們思考。

最小公倍數及最大公因數(小四,數學,倍數和因數)

數學科一直是我認為最難有意義融入 STEM 的科目。Codey 因為本身有顯示屏,用來顯示數字比 mBot + 數字管(7 Segment)方便得多。我準備了顯示及輸入的程式部份,讓學生先畫流程圖,以「短除法」的概念設計程式。


在過程中,學生不斷反覆想要「短除法」的過程。到成功後,看到的成果,相比起反覆做的練習更有趣,更有滿足感。

提供的程式部份:



而學生需要完成的部份可以是這樣的:


總結

  • 多讓學生自己思考問題,或以問題刺激他們思考
  • 借助流程圖幫助思考,而且流程圖有助於編程時減少混亂
  • 提供非教學目標的程式,加入提示逐步指引
  • 只教需要用的程式,教太多會令學生感覺複雜
  • 盡量減少組裝(上螺絲),選用簡單易用的編程教具
  • 除錯時可先依流程圖檢查,再認真檢查程式
是否出現微小錯誤

2018年3月15日 星期四

mBot x STEM:隔音物料測試

簡介

小學五年級常識科中有一個課題,叫作「光、聲、電」,內容處處與 STEM 掛勾,其中有一部份介紹隔音物料。一般做法都讓學生帶不同物料回校測試,其實可以多做一步,讓學生自行設計隔音物料的測試,發揮創意,加強邏輯思維的訓練,進一步掌握設計循環的理念。

設計循環

STEM 教育是為了促進學生運用課堂及書本上學到的知識與技能,配合創新思維,解決日常生活上遇到的困難。當中,學生設計產品時,可參考設計循環的流程,令整個產品的設計及開發更加流暢:


現在需要解決的問題十分清晰,接下來就需要讓學生開始進行設計。

外觀設計

除了 mCore 外,必須的就是 Me 聲音感應器,顯示方面有很多選擇:數字顯示板、表情面板、LCD 顯示屏……另外還需要一個容器,放置蜂鳴器及隔音物料。


容器的材質並不會影響測試,因為只要一直使用相同容器,測試就能一直保持公平。顯示方面最後選用了 Me TFT 2.2 寸 LCD 顯示屏,更好的選擇是 Me TFT 2.4 寸 LCD 顯示屏,但因為尚未入手,所以先屈就用螢幕小一點的。

畫上草稿,在真正建構時可以減少出錯的機會,加快產品製成的速度。



程式設計

程式中,有兩項主要的工作:一、不斷經蜂鳴器播放音調;二、不斷檢查現在的音量。


如果使用上面的程式,效果則會是先播放音調,再偵測音量,並不能同時進行。因此,我們需要稍為修改一下程式,讓兩件事同步進行。


使用兩個「mBot 主程式」即可解決問題,雖然會有少許停頓,因為我們不是要求蜂鳴器一直播放的。

(更正:根據邱老師提供的意見,兩個「mBot 主程式」不能做到同步,如此可不用蜂鳴器轉用鬧鐘,或是有什麼用 mBlock 做到同步的方法歡迎留言)

測試


程式在一開始會先等候 LCD 顯示屏準備好及蜂鳴器已經在播放音調,再偵測沒有隔音物料時的音量數值,再以黃色線表示。然後可以加入不同的隔音物料,並繼續測試音量數值,並以綠色點在螢幕顯示出來。