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從虛擬電路板開始學習Arduino

孩子學習完基礎的程式語言後,下一步便是引導孩子將程式與現實生活結合,讓學生感受程式具體改變自身生活的影響。這時候,擁有豐富資源與自由度的Arduino,就非常適合孩子學習。但因為是實體電路,老師在教學上容易遇到許多突發狀況而影響教學進度。
今天,我們會分享一個免費的線上Arduino模擬環境,孩子可以先在上面放置電路板與週邊元件並進行接線,然後透過類Scratch的程式編寫效果,最後還可以直接模擬執行後的成果!如果有完成預期的效果,可以再動手組裝實體的電路板,並將剛剛完成的程式傳送到實體電路板上。

使用Tinkercad

Tinkercad是繪圖軟體大廠Autodesk推出的免費線上繪圖網站,最初可以用來繪製3D圖形。隨著程式教育的推廣,也加入了Arduino電路的繪製,並且可以直接在網站上寫Scratch化的程式,模擬執行成果!

首先,我們開啟Tinkercad網站,並選擇「電子元件」

開啟後可以看見以下畫面,選擇「開始編輯」。這時候會出現提示需要註冊帳號,可以依照說明完成註冊。註冊是免費的不用擔心哦

製作你的虛擬Arduino

完成註冊並點擊「開始編輯」後,就可以進入如下圖的編輯界面囉

在右側的選單中,選擇Arduino,就可以看見Arduino的電路板與作品範例哦

放置你想要的元件後,透過滑鼠按著接線的腳位,就可以完成接線的配置囉!

點亮外接LED燈

選擇元件「LED」與「電阻器220歐姆」,並完成如下圖的接線

接下來,在選單列中選擇「程式碼」,並製作如下圖的程式

完成後就可以點擊,開始模擬,觀察成果囉!

LED會發光了!而且還會有閃爍的效果

組裝實體Arduino

學生在網站上操作過一遍後,再組裝實體Arduino,碰到的問題就會降低很多。當學生組裝完畢後,更可以把剛剛完成的Scratch程式下載,下載後會看見以.ino結尾的檔案,這個檔案就是Arduino可以執行的C語言程式哦

結語

學習Arduino的重點就是可以讓學生實際的組裝電路板與完成電路與元件間的配線。
而我們建議老師教學時,可以先透過Tinkercad的輔助,讓學生熟悉接線的原理與方法,並測試是否可以達成預期中的效果,最後再組裝實體的Arduino作品。
如此一來,可以降低學生碰到問題找不到錯誤點的挫折感,也可以讓老師減少老師分身乏術協助學生的狀態哦。

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