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Arduino五大類模組的基礎使用方法

Scratch貓咪盃的競賽,除了動畫與遊戲組外,今年更新增了硬體組(Arduino)哦。而貓咪盃的硬體組使用的模組中,總共分成5大類別。
你知道為什麼貓咪盃硬體組的競賽會將模組分成5大類嗎?以及該如何使用這5大類的元件呢?
今天,就讓我們來認識如何入門使用Arduino吧!

為什麼模組要分成5大類別?

貓咪盃硬體組將所有模組分成「數位輸出」、「數位輸入」、「類比輸出」、「類比輸入」、「函式庫模組」。完整內容可以參考全國貓咪盃說明

截圖來自貓咪盃Arduino套件

傳統教孩子學習Arduino時,會從教孩子模組元件的使用方法開始,最後產出專案的作品。但這樣的學習過程有一個缺點,Arduino的模組元件百百種,如果出現一項新的老師沒教過的模組,往往孩子就不知道該如何使用!

因此,將模組分成5大類別的好處是,這5大類別,每一個類別的元件有非常相似的使用方法。因此孩子拿到新的模組元件時,第一件事便是猜測這個模組可能使哪一種類別,並透過該類別的使用方法去測試模組,觀察是否可以順利使用,就可以讓孩子接觸陌生模組時,也可以自主嘗試使用哦!

分辨數位與類比訊號

為了讓孩子拿到新模組時可以猜測該模組屬於哪一種類別,教孩子辨識數位與類比是非常重要的!而對於剛入門的孩子來說,我們可以暫時粗略的將數位與類比分成:
數位訊號:只有兩種可能的數值,代表高電位與低電位。例如開關只有打開與關閉兩種狀態,就是數位訊號
類比訊號:有多種可能的數值,在高電位與低電位中分成256份。例如溫度感應可以感應多種溫度的數值,就是類比訊號

後面的教學內容,以kittenblock為操作介面進行教學。

使用數位輸出模組

數位輸出模組包含:大顆單色LED模組、繼電器1個、大顆LED紅綠燈整合模組。

我們可以透過每間隔一秒輸出高低電位的訊號,測試你的模組是否可以打開與關閉。例如LED燈就會點亮與熄滅

使用數位輸入模組

數位輸入模組包含:按鈕模組、滾珠開關模組、霍爾磁性模組。

透過「串口列印」,成果會出現在程式介面中。

使用類比輸出模組

類比輸出模組:RGB LED共陰模組、電晶體MOS模組、兩路L9110S馬達模組、微型N20直流減速馬達。

使用類比輸入模組

類比輸入模組:可變電阻模組、光線模組、土壤溼度模組、避障紅外線模組。

注意!使用類比輸入時,需要將pin腳連接至A0~A5上哦

函式庫模組

函式庫模組:無源蜂鳴器模組、SR-04P超音波模組、DHT11溫溼度模組、舵機0-180度模組、LCD1602液晶模組(I2C介面)模組、Max7219 8X8 矩陣LED模組模組、WS2812 RGB12燈燈環模組模組。

函式庫的模組,因為使用上較爲複雜,所以會透過工程師預先寫好的函式來使用,在kittenblock中,這些函式則分別放在「感應器」、「顯示」、「執行器」中

哈希延伸套件

除了上述的5大類模組以外,哈希為了讓孩子在學習上有更高的完整度與創作,所以我們在這5大類的模組之上,再加入了「創客機器人」的套件,包含自走車、機械手臂…等等套件。讓孩子可以製作出專業的高度完整作品。

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