李文俊
目前,開源硬件平臺有很多,比較知名的國外平臺有Arduino系列、樹莓派、micro:bit等,我們國內很多廠家基于樂鑫ESP-WROOM-32模組設計生產的開發平臺功能強大,價格低廉,支持圖形化和Python代碼編程,可供不同階段不同水平的學生學習編程,如基于blockly積木式編程環境的Mixly(米思齊)軟件。隨著廠家推出的基于esp32模組的開發板越來越多,各種各樣的適合Python編程教學用的開源硬件會有更多的選擇。
下面就從米思齊和基于ESP-WROOM-32模組的Mixgo(米思狗)開始我們的創客之旅吧,我手里拿到的Mixgo環保紙盒包裝,包含Mixgo板、USB數據線和一張簡單的說明書(如圖1)。
Mixgo是一塊板子,主控制器為esp32,集成了很多傳感器,可以快速實現產品原型制作,本期的內容是跟Mixgo打個招呼:Hello Mixgo!看到圖2中這么漂亮的滾動字符,你想不想試一試?
認識Mixgo
Mixgo的A、B面細節如圖3、下頁圖4所示。
1.驅動和軟件編程準備
軟件用的是新版Mixly0.999
(MixDay2018),版本比較新,界面跟舊版一樣,使用時需要注意的是,板子型號需要選擇MicroPython[ESP32_MixGo],串口號需要選擇相對應的串口(如下頁圖5)。
驅動準備:方法一,百度搜索“Silicon_CP210x_VCP_6.6.1.0”,下載安裝;方法二,為方便大家使用,Mixly0.999自帶Mixgo的驅動,通過設備管理器也可安裝Mixgo串口驅動,右鍵點擊更新驅動,找到Mixly0.999_WIN文件夾中的\arduino-1.8.8\drivers\CP210x_6.7,選擇合適的驅動,直至完成(如圖6、圖7)。
準備工作完畢,我們將通過編程,實現顯示屏上滾動顯示“Hello Mixgo!”,實現與Mixgo的第一次互動,打開Mixly,找到顯示器程序組中的“顯示滾動字符串”(如下頁圖8)。
點擊Mixly軟件的上傳按鈕, 就可以體驗Hello Mixly!,細心觀察我們可以發現,滾動字符滾動一次竟然消失了,是什么原因呢?看一下左側Python代碼區域(如下頁圖9)。
熟悉Python代碼編程的制作者可以看到這段代碼中沒有循環的使用,因此,我們可以從控制程序組中加入循環程序塊(如下頁圖10),進行上傳,并觀察Mixgo的點陣屏顯示內容。
2.使用內置圖像
除了使用字符打招呼外,我們還可以使用內置圖像,Mixly還內置了大量圖像,如笑臉和哭臉。在Mixly中選用內置圖像中的Smile和Silly選項,Mixly就會顯示圖像結果如下頁圖11所示。
繼續揭秘
為了顯示更多的圖像,Mixly還提供了更自由的8*16LED圖像顯示方式(如下頁圖12),比如要制作如下頁圖13所示的顯示圖像,紅色的表示LED亮燈。
總之,在LED圖像的呈現可以任意地發揮想象,看看閃爍的LED點陣屏都有哪些新的玩法。
1.按鍵骰子
除了Mixgo的LED點陣屏直接顯示點陣圖像,Mixgo板子上左右還各有一個藍色按鍵,我們可以利用按鍵,制作一個模擬骰子按鍵顯示隨機數的小游戲機,功能如下:按一次按鈕,在8*16的點陣屏上隨機顯示一個1~6的隨機數,模擬一個數字骰子(如圖14)。Mixly程序如圖15所示。
小提示:因程序塊中需要使用字符類型,所以需要將做一下數據類型的轉換,將數字型轉換成字符型。
2.成果拓展
我們也可以將按鍵換成其他傳感器,如搖晃傳感器程序塊,會不會更好玩呢(如圖16)?
我們對各種創客工具的認知也都是經歷了一個類似的過程,我們可以通過觀察現象和實驗來得到一個結論,并且猜想這個結論背后的原理。但是我們觀察到的結果需要進行進一步探究,我們可以慢慢地接近真理。學習和探究的過程是一個漸進的過程,托爾斯泰說:“成功的教學所需要的不是強制,而是激發學生的興趣。”興趣是學習最好的老師。心理學研究表明,學習興趣的水平對學習效果能產生很大影響。學生學習興趣濃厚,情緒高漲,他就會深入地、興致勃勃地學習相關方面的知識,并且廣泛地涉獵與之有關的知識,遇到困難時表現出頑強的鉆研精神。所以在創客教育教學過程中,應該充分利用創客工具,吸引學生學習和探究的興趣,以便更好地為教學服務。