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[Linklt7697系列] 八校國中小夏令營不藏私大公開-Linklt7697搶答器

前情提要:LinkIt 7697開發板教學]BlocklyDuino圖形化介面 – 環境建置與介面

作者/攝影 趙偉伶
時間  1小時
成本 $1500
難度 * *
材料表
  • Linklt7697
  • 麵包版
  • 公母杜邦線
  • 10 mmLED燈
  • 大型按鈕
  • Mico USB線
  • 連接器
  • 極限開關

透過前篇   [LinkIt 7697開發板教學]BlocklyDuino圖形化介面 – 環境建置與介面   了解了BlocklyDuino圖形化介面後,接著要認識電腦程式是如何運作的。想問問大家,覺得電腦跟人類的思考方式有什麼不同呢?

電腦其實需要我們人類給他非常明確指令去控制,才會順利做事情,例如:媽媽請你拿桌上的水,人類會直接走到水杯前面後拿起來,在這之前如何移動、如何伸出手、張開手指、握住水杯等等幾乎都是身體自發性完成的。而電腦就不一樣了,他需要明確的指令才行。例如:走到座標XYZ哪個位置,機械手臂向下移動到哪個位置,先張開手指再闔上手指等等,一個都不能錯!寫程式就是我們與電腦的溝通方式,你會更了解電腦的思考模式。

 

動動手

要做搶答器,要先將按鈕組裝起來,就跟著圖一起來做吧!

 第一步:組裝連接器與極限開關

第二步:組裝按鈕

第三步:接上LED

接著,將7697開發板插上麵包板,拿出兩顆LED及四條公母杜邦線,將兩顆LED的正極(比較長的腳)分別接到7697開發板的P7與P8腳位,負極(比較短的腳)則接到開發板的GND腳位,完成如下圖:

第四步:接上按鈕

先了解按鈕的電路原理,再將接好的兩顆按鈕拿出來,並依下列圖示接在P3、P4及GND的位置。

動動腦,寫程式

BlocklyDuino圖形化程式有很多不同的抽屜,而每個抽屜都代表了不同功能的程式指令。今天的搶答器會用到〝程式流程抽屜〞、〝邏輯抽屜〞跟〝數位I/O抽屜〞,讓我們一邊認識程式積木一邊完成搶答器的程式吧!

第一步:搶答器動作分解

先了解程式的思考邏輯,再去認識所需積木,一步步將搶答器程式構築出來。

試試看,在了解這些邏輯後,是否可以完成搶答器的程式呢??

 

第二步:認識搶答器所需的程式積木

每個Blocklyduino程式都會有"初始化"跟"重複執行"兩個積木,如果沒有,可以從"程式流程抽屜"找到,就跟小豬一起來認識這兩個積木吧!

 

要如何知道誰先按下按鈕來搶答呢?這時登場的是邏輯抽屜的"如果(if)",它可用來檢查某個條件是否發生了,以搶答器來說就是按鈕被按下了。本次搶答器有三個條件,讓我們來看如何形成三個條件判斷吧!

條件判斷,電腦的邏輯有所不同,請看下圖。

Linklt Smart 7697這塊開發板背面有一根根的針腳,可以用來連接各種不同的電子元件。在程式中會用Pin X代表不同的元件,例如把按鈕接在Pin3的話,在程式鐘就能用Pin3來得知按鈕的狀態。

電腦傳輸資料,有分成兩種訊號:數位訊號跟類比訊號,讓小豬告訴大家這兩種訊號的差別。

搶答器會根據哪一個按鈕被壓下來決定LED要亮或暗,就是先前介紹的數位訊號,所以會使用到數位I/O抽屜的程式積木。

讓LED燈亮跟暗,代表要讓7697開發板對某一支針腳提供高電位或低電位。在此,如同按鈕,可用腳位編號來表示LED。

認識了這些積木,應該可以寫出搶答器的程式了吧?

還沒還沒~因為程式的速度跑很快,如果只用LED亮燈指令的話,實際上是看不清楚地,所以要加入"時間抽屜"的"延遲積木"來決定LED到底要亮或暗多久時間。

知道這些積木作用之後,將這些積木阻合起來就是搶答器的程式了吧!!

完整的程式,如下:

 

可以找同學一起玩可愛搶答器囉!

相關文章:

 

[BlocklyDuino] 自製Blockly積木教學,以Linux、 windows10系統製作積木

本文說明Blocklyduino 的檔案架構以及範例:如何自製一個弧度轉角度的數學指令。

※此例為使用Windows 10 操作

 

作者/攝影 翁偉傑
時間  1小時
成本
難度  *  *  *  *
材料表
  • Linux or Windows10作業環境
  • 7697BlocklyDuino環境

環境需求:

  • win執行需運行Ubuntu Linux 的Bash Shell
  • mac可直接在terminal執行
  • 需安裝Python且須使用7以前的版本,需要import lxml 函式庫(Python) 在shell輸入pip install lxml,此函式庫可處理xml & html格式資料 。
  • blockly/apps/blocklyduino/index.html & offline-editor/main.html

切勿手動修改,會被覆蓋可能引發錯誤

 

BlocklyDuino檔案架構:

1.   首先請用 git 下載 MediaTek-Labs的Github。下載完成後,解壓縮到任何你知道的位置。

2.   解壓縮之後有許多資料夾,簡述如下:

  • blockly:是我們主要新增使用到的資料夾
  • example:範例程式,每個資料夾都會有一個同名的 .ino 與 .xml 檔。Blocklyduino 可匯入這個 .xml檔來開啟範例。

  • offline-editor:是將blocklyduino作為Chrome的擴充套件
  • html:會連結至blockly/apps/blocklyduino/index.html,可離線執行網頁版blocklyduino
  • sh:重新編譯時要用到本指令

  1. 進入blockly/blocks資料夾中,在此有對應設定Blocks外觀之程式碼,可以定義版型、顏色、積木連結位置、輸入… (與arduino程式無關,但在此須設定參數以及其類型 )

例如開啟 dht.js 即可看到 dht溫濕度感測器相關指令

常用的函數指令:

  • setHelpUrl:說明文件網址,在IDE中對某指令點選右鍵->說明(HELP)即可進入。
  • setColour:Block的色調
  • setPreviousStatement & this.setNextStatement:決定本指令的上與下是否能再接受其他Block
  • appendDummyInput():告訴程式此處要塞字串
    • appendField 則是引導程式到字串的地方
      • 延伸用法:appendField(new Blockly.FieldDropdown(OPERATORS), ‘OP’);
      • 可以插入圖片 如下: .appendField(new Blockly.FieldImage(Blockly.Blocks.servo.image, 64, 64))
      • 可以輸入值 如下:.appendField(new Blockly.FieldTextInput(“255″),”TOHIGH”);
    • setCheck:確認資料型別
    • setAlign:確認邊界
    • setTooltip:是將blocky\msg資料夾中相關的說明訊息映射至Block中供使用者可以在IDE中參閱。將滑鼠放置某個block上即會顯示,如下圖。

  • FieldDropdown:建立下拉式選單
    • 以appendField(new Blockly.FieldDropdown(OPERATORS), ‘OP’)為例,OPERATORS是變數名稱。在Logic裡面的範例中,OPERATOR會引導到在同一個Block的Tooltip變數中,再轉換成字串

例如數學中的 + 實際上是六個指令的集合,可以透過下拉式選單來切換

  • setOutput:變成Data Block,從右邊插入其他Block
  • setPreviousStatement上方可接其他Block
  • setNextStatement下方可接其他Block

  • appendValueInput:允許該block右側產生輸入欄位你讓Data Block從右邊插入
    • appendValueInput(“VariableName”):VariableName 可在寫轉換Arduino code時使用
    • .setcheck:則是決定輸入的資料型態。 Number, string …

可以允許多個setcheck,不允許的資料型態將無法放入該輸入欄位中。

 

  • appendDummyInput:沒有讓Data Block從右邊插入的功能,但是可以讓你繼續增加Block內部的文字字串,不需要在appendDummyinput()裡面宣告特定的文字,也可以塞一些選項
    • 可加入上述 appendField()之各種用法

 

4.      blockly/generators/arduino資料夾:此資料夾下皆是負責將blocks轉換為Arduino code,Generator 會生成對應 Blocks 的 Arduino code,因此在 BlocklyDuino\blockly\Blocks 資料夾下的檔案或 function,在 Generator 端都要有一個同樣函數名稱的對應。

  • 注意:Blocks[‘function name’] 務必要注意兩邊function name的名稱要相同
  • 最後要 return,以顯示在 IDE 之 Arduino 頁面
  • 還有要注意的是,在同一個Block中,function name 的部分要避免使用相同的名字,否則在轉為Arduino Code中的時候將會產生後宣告的function覆蓋掉前面的同名Function的情形。
  • 關於Arduino.ORDER_ATOMIC,則是會告訴 Blockyduino 現在即將要進到下一個 Block 而不是進到子Block運行。

 

Example:

  • 當item=1000 賦值完畢後,function將會return Blockly.Arduino.ORDER_ATOMIC,並開始執行下一個Block的指令。

5.     blockly/msg資料夾:msg目錄下的js檔案,此功能為將blocks資料下的變數名稱對映到實際的block上,在js資料夾下還有en.js & zh-hant.js需一併更改,功能為將變數名稱改為不同語系。

※在blockly/blocks與blockly/generators中的js檔創建block時,選擇哪個js檔或自行創建js檔案並不會影響在實際使用blocklyduino時的位置,block位置皆是由category.xml設定之。

 

自製一個弧度轉角度的數學指令

1.   更新 Windows 10

Build 14316  微軟從 Windows 10 開始加入原生的 Ubuntu Linux 環境,Linux 的開發者現在可以在 Windows 10 系統中直接使用 bash shell

2.      安裝 bash

點選Wins 10開始 → 更新與安全性 → 開發人員專用 → 選擇開發人員模式

回到設定首頁 → App → 應用程式與功能 → 程式與功能 → 左側點選開啟或關閉

Windows功能 → 將”適用於Linux的Windows的子系統(搶鮮版(Beta))”勾選 → Windows 點選重新開機

重新開機後 → 開啟cmd → 在cmd輸入”bash” → 依照指示步驟安裝Ubuntu

 

3.      設定block外觀:

於/blockly/blocks 新增該 block 的外觀定義,以本指令來說要加在 math.js 中的最底部,(※注意不要放在任何括號中),如下:

Blockly.Blocks['math_radian_to_degree'] = {
 init: function() {
   this.setHelpUrl(Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_HELPURL);
   this.setColour(Blockly.Blocks.math.HUE);
   this.appendValueInput("RADIAN")
     .setCheck("Number")
     .appendField(Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_TITLE);
   this.appendDummyInput()
     .appendField(Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_APPEND);
   this.setInputsInline(true);
   this.setOutput(true, "Number");
   this.setTooltip(Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_TOOLTIP);
 }
};

4.      設定block之Arduino轉換碼:

於/blockly/generator/arduino資料夾中,新增該 block的邏輯。以本指令來說要加在 math.js 中的最底部(※注意非3. 的math.js,且不要貼於任何括號中) ,如下:

Blockly.Arduino['math_radian_to_degree'] = function(block) {
 Blockly.Arduino.definitions_['const_pi'] = 'const float __MPI = ' + Math.PI + ';';

 var code_radiansFromDegree = '\n' +
'float __radiansFromDegree(float radians) {\n'+
'  return radians * 360 / 2 / __MPI;\n' +
'}\n';
 Blockly.Arduino.definitions_['radiansFromDegree'] = code_radiansFromDegree;

 var argument0 = Blockly.Arduino.valueToCode(block, 'RADIAN',
                                             Blockly.Arduino.ORDER_NONE) || 0;
 console.log(Math.PI);
 var code = '__radiansFromDegree(' + argument0 + ')';
 return [code, Blockly.Arduino.ORDER_NONE];
};

 

5.      更改block上顯示語言:

更改在msg目錄下的js檔案,此功能為將blocks資料下的變數名稱對映到實際的block上,在js資料夾下還有en.js & zh-hant.js需一併更改,功能為將變數名稱改為不同語系。

先依第1步驟搜尋MATH_DEGREE,接著在第2步的位置放入程式碼,英文版亦同。

Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_HELPURL = "https://en.wikipedia.org/wiki/Radian";
Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_TITLE = "Radian";
Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_APPEND = "turn into degree";
Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_TOOLTIP = "";
Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_HELPURL = "https://en.wikipedia.org/wiki/Radian";
Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_TITLE = "弧度";
Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_APPEND = "轉換為角度";
Blockly.Msg.MATH_RADIAN_TO_DEGREE_TOOLTIP = "";

6.      加入製作的block至目錄:

將新增的Block加入blockly/apps/blocklyduino/category.xml,這裡的順序、category位置就是實際顯示順序。type名稱需與定義block版型之名稱相同。請注意我們在<category math>標籤中加入了一個新的 block:

 <block type = “math_radian_to_degree”></block>

 

7.      build檔案 :

最後請開啟cmd

輸入bash

輸入cd BlocklyDuino-for-LinkIt-master    進入資料夾

輸入ls    確定資料夾內有make.sh

輸入sh make.sh     去建立檔案

 

make.sh 要沒有 error 才會正確產生所有檔案

目前Github最新版本的資料

為 @x43x61x69 修改後之版本

修改過 make.sh 和其他 script

會檢查所需的 command 是否存在

之前的版本沒有檢查

bash
cd BlocklyDuino-for-LinkIt-master 
ls
sh make.sh

成功建立之畫面

 

Blocklyduino畫面

 

Blocklyduino轉Arduino code畫面

常見問題:

  1. 找不到新增的block:可能在xml新增的位置有問題。

或是如果再terminal看到ERROR訊息寫”NameError: name ‘lxml’ is not defined” or “ImportError: No module named lxml.html”,則需要將lxml安裝後,在重新輸入sh make.sh。

  1. block全部重疊在一起:如下圖,可能有更動到html檔,以至於覆蓋掉原本的code導致出錯,請使用sh make.sh重新建立一次。

 

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