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[Boson電子積木好好玩] 動手玩創意音樂盒及閃亮亮皇冠_初階篇

有沒有想送個禮物給最親愛的爸媽,或是好朋友呢?通常要送禮物的時候,大家都是到外面的商店去買一個,而這次,我們要用Boson電子積木自己動手做禮物!如果想多了解一點Boson電子積木的話,可以先看一下這篇文章:[ 起步學習電子實作新選擇 ] 模組化電子積木BOSON開箱。準備好了嗎?那就讓我們開始做禮物吧!

 

作者/攝影

陳怡璇

文章分類
時間

1小時內

成本
難度*(1~10)
材料表

 

這次做的有兩個成品,音樂盒跟皇冠,都是使用Boson模組。

 

首先,先簡單介紹Boson。

裡面的模組分成四種顏色:紅色、綠色、黃色、藍色。

  • 紅色是電源。

  • 綠色是輸出。

  • 黃色是處理。

  • 藍色是輸入。

 

 

更詳細的部分可以看裡面附的圖卡,可以先照著圖卡做些簡單的應用,熟悉使用方法。再來就可以開始今天的主題了。

 

我們先做音樂盒。

 

我們將使用到的模組有:

  • 電池座(Batteries)

  • 主控板(Main Board)

  • 錄音機模組(Voice Recorder Module)

  • 喇叭(Speaker)

  • 分配模組(Splitter Module)

  • 馬達模組(Motor Module)

  • 藍色無段按鈕(Blue Push Button)

  • 計時模組(Timeout Module)

  • 馬達(Motor)

  • 傾斜感測器(Tilt Sensor)

 

Step1:首先,我們先組裝電源的部分,將電池座(Batteries)跟主控板(Main Board)接在一起。

圖1

 

Step2:接上代表輸入的藍色無段按鈕(Blue Push Button),在這裡要注意他的箭頭方向,箭頭由左到右,左邊接的是輸入,右邊接的是輸出。

圖2

 

Step3:接上輸出,因為我們需要計時,所以我們要先接上計時模組(Timeout Module),一樣要注意箭頭方向。

圖3

 

Step4:接上計時模組以後,因為要同時控制馬達模組跟錄音機模組,所以中間要使用分配模組(Splitter Module)。

圖4

 

Step5:接上圖片中圈起來的部分,上方是馬達模組(Motor Module)跟馬達(Motor);下方是錄音機模組(Voice Recorder Module)跟喇叭(Speaker)。

圖5

 

這樣音樂盒就完成了,按下錄音機模組的按鈕,對著上面的麥克風講話,可以錄下10秒的聲音。

 

再來是音樂盒的外觀製作。

 

Step6:先找到一個自己喜歡而且能裝下所有零件的盒子。

圖6

 

圈起來的那個洞是給主控板的,這樣方便音樂盒的開關。上方的洞是給喇叭的,這樣子聲音才不會都被擋住。

圖7

 

Step7:然後就可以把東西置入了,我把藍色無段按鈕跟錄音機模組在盒子外面,方面使用。馬達的上面記得戳一個洞(圈起來的地方)讓馬達可以在盒子外面旋轉,盒子旁邊我也打了洞,把馬達鎖住,這樣它在轉的時候才不會調到外面。

圖8

 

都處理好之後盒子就可以封起來了。

圖9

 

盒子的外觀可以依照自己喜好做裝飾。我把給喇叭的洞也貼起來了,因為紙對聲音比較不影響。

圖10

 

最後,在馬達上面裝上喜歡的裝飾就完成了。可以按下錄音機模組的按鈕,看看能否錄10秒的聲音。

圖11

 

音樂盒完成之後,再來就是皇冠了。

 

我們將使用到的模組有:

  • 電池座(Batteries)

  • 主控板(Main Board)

  • 傾斜感測器(Tilt Sensor)

  • 燈條(Multicolor LED String Lights)

 

Step1:一樣先組裝電源的部分,將電池座跟主控板接在一起。

圖12

 

Step2:在主控板輸入的地方接上傾斜感測器,傾斜感測器的功能是如果沒保持水平它就會有輸出。

圖13

 

Step3:將彩色LED燈條模組接上輸出(圖14右上角綠色的模組),再接上燈條,如下圖右上角圈起來的地方。

圖14

 

Step4:接著組裝紙皇冠的模型,並把它固定住。

圖15

 

Step5:皇冠裝好以後,把燈條纏繞在上面,可以用透明膠帶固定會比較好操作。

圖16

 

最後完成品。(YA!轉圈撒花~~)

圖17

 

把傾斜感測器拿起來搖晃看看,燈條是不是就會跟著亮起來了呢?

 

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[ 2018小小自造者冬令營-Boson篇 ] 2018.1.29-2.2小朋友的創作魂大爆發!!

當小朋友遇上Boson電子積木套件,會花生什麼事呢?

在CAVEDU教育團隊主辦的「2018小小自造者冬令營」就真實上演喔!

答案讓你猜一猜:

  • 小朋友大爆走
  • 小朋友鴉雀無聲、啞口無言
  • 小朋友創意大爆發,製造出馬力歐宇宙

答案會是什麼呢?

作者/攝影宗諭 / 楨詒、怡婷
課程時間2018.1.29-2.2
課程講師 品叡、楨詒、皓云、怡婷、偉伶
課程場地CAVEDU教育團隊大本營

 

Boson是由DFRobot開發出來的電子積木套件,也就是藉由一個一個的電子積木,讓孩子與想要學習電子電路原理的初學者們,能夠以更簡潔明確的方式學習。

因為在Boson的電子積木套件中,提供了And、Or、Not的邏輯方塊,所以,小朋友可以透過Boson學習數位邏輯,體驗數位邏輯的符號運用。在此,先簡介一下數位邏輯,讓大家有個初步了解。數位邏輯又稱邏輯閘,就是當我們把一個或多個電子訊號,比方說電壓或電流,輸入一個電子電路,然後這個電子電路透過本身的運算,可以產生出輸出訊號,那麼這個電子電路就是一個邏輯閘。

數位系統中的電子訊號,例如我們剛剛提到的電壓或電流,在數位系統中都只有兩種數值,就是0跟1。比如說,我們可以將高的電壓定義成邏輯1, 而將低的電壓定義成邏輯0。所以,在一個數位系統中最簡單的運算就是邏輯運算,而負責邏輯運算最基本的元件就是邏輯閘。

日常生活中有什麼地方會運用到數位邏輯呢?比方說,我們每天都會用到的電腦,它的主機板就是由許多的邏輯閘所組成;還有我們出國會搭乘的飛機,上面的許多航空儀器,也都是由許多邏輯閘所組成。

與過去極為不同的是,以往台灣的教育較為重視記憶和考試,透過這樣的方式教導學生數位邏輯。然而,現今Boson把邏輯閘實化成為實際可動手玩、體驗的積木,孩子從小便習慣使用,長大後自然對邏輯閘的概念不陌生。

 

超興奮,用Boson做自己的夢想成品

於是,在這次「2018小小自造者冬令營-電力公司」第三天的活動中,CAVEDU教育團隊就讓小朋友們親自動手體驗Boson積木的樂趣,小朋友可說是超興奮完全停不下來!

1 小朋友興奮無比玩Boson積木

2 玩積木停不下來

當天上午,講師先講解Boson的顏色,然後拿出按鈕、組版、跑燈、燈條,讓小朋友親手接起來,他們必須了解積木間方向的關係,才能成功把LED燈接好。接下來,就是讓孩童把自己想要的積木樣式做出來,完成後配合感測器執行動作,製造出他們心目中的魔法棒。

3 LED燈接好

4 點亮了!YA

超能力,小朋友打造馬力歐之宇宙

然而,小朋友們的創意可說是火力全開,大人設定的框架完全限制不了他們!因為Boson可與積木結合,所以小朋友的作品多半與造型積木連結。從一開始的槍、機器人,至後來完全爆發Maker自由創作的精神。

5 Boson積木創作——機器人

6 Boson積木創作——

因有位小朋友最近常在家中與爸爸打「超級馬力歐」電玩遊戲,所以在他的大力吆喝下,大家開始製作電玩遊戲「超級馬力歐」中各式各樣的道具,包括,黃色神秘道具箱、蘑菇、金幣,最後完全一發不可收拾,搭配上Boson積木的聲光效果,幾乎完成一個作品,連教課的講師們皆十分咋舌小朋友充沛的創作力。

7 馬力歐的黃色神秘道具箱

8 馬力歐宇宙

下午則是教導邏輯閘,雖然是比較抽象的概念,但因Boson十分直覺化,所以小朋友們只要按一按、玩一玩,就能搞懂數位邏輯中的And、Or、Not的觀念。

 

超直覺,麻瓜完全可以無痛就上手

然而,Boson可不只是教小朋友好用而已喔!因為DFRobot還有針對最近在Maker界很火紅的micro:bit,推出Boson kit套件包(micro:bit需另購),內附一片micro:bit擴充版,上面有電源開關、六個周邊接頭、音量鍵及耳機插孔。套件包內還提供許多有趣範例,可以立即動手實作。當然,Maker們更可以透過這片擴充板與micro:bit充分結合,找出更多創意十足的玩法。

總而言之,Boson這套電子積木套件提供了非常直覺化的學習方式,讓在這方面自認為麻瓜的朋友們,完全可以無痛上手!

相關文章:

[開箱]DFRobot Boson Starter Kit for BBC micro:bit

作者/攝影  曾吉弘
時間  30分鐘
成本
  • DFRobot Boson Starter Kit for BBC micro:bit
難度  *
材料表
  • DFRobot Boson Starter Kit for BBC micro:bit

本文要介紹DFRobot公司針對BBC micro:bit所推出的 BOSON kit 套件包(micro:bit另購),這樣可以讓您的專題更豐富喔

感謝DFRobot很快就寄出一套給我們玩,這次封面的色調走粉色系,看起來非常舒服。

其中最重要的就是這片micro:bit擴充板囉,上面有電源開關、六個周邊接頭、音量鍵以及耳機插孔(之前用microbit居然要剪線… 覺得不太方便)。當然原本板子上的0、1、2、3V與GND鱷魚夾頭也都在喔

 

盒子裡面有哪些東西呢?

  • micro:bit 之Boson 擴充板 x 1
  • 紅色按鈕 x 1
  • 紅色 LED 模組 x 1
  • 旋轉感測器(旋鈕式電位計) x 1
  • 聲音感測器 x 1
  • 動作感測器 x 1
  • 迷你風扇模組 x 1
  • 迷你伺服機 x 1
  • RGB LED 燈條 x 1
  • Micro USB 傳輸線 x 1
  • 3-Pin 傳輸線(連接microbit 與模組),短中各數條
  • 教學色卡 1批

 

盒子裡面提供了很多有趣的範例,馬上就可以開始玩喔,例如以下的彩虹燈,可以根據旋鈕來調整燈光顏色~

看看這些色卡,真的很漂亮。有四個馬上可以做出來的小專題喔!

(*圖片經同意引用自DFRobot網站)

 

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[ 課程紀錄文 ] 2017. 7.22 Maker Faire Singapore Boson Workshop @新加坡科學中心

這趟Maker Faire Singapore旅程中,Cavedu教育團隊除了逛展之外,還有一個首要任務,感謝DFrobot的邀約,讓我們能夠在Maker Faire Singapore舉辦Boson Workshop,也在短短的45分鐘讓學員們更加暸解Boson電子積木的學習。

作者/攝影 吳怡婷
課程時間2017/07/22
課程講師邱楨詒
課程場地新加坡科學中心

 

Boson是由Dfrobot最新開發出來的電子積木套件,透過一個個電子積木能夠讓孩子以及初步想要學習電子電路原理的初學者們,能夠以更加簡潔明確的方式進行學習。

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上課流程為老師先介紹了Boson的積木元件、操作應用影片以及積木元件分類,接下來就會是大家動手自己操作Boson。

Boson的積木元件分類為:黃色為input、紅色output、藍色Function、綠色Power

在分類的教學中,老師也在各分類上讓學員們自行操作使用。

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介紹完Boson的積木元件後,老師安排了從淺入深的小題目讓現場的學員們實際動手操作看看,現場的不論是大人小孩都非常認真的操作呢!

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我們最後分享了一棟樂高小屋結合Boson的小專題,分享給現場學員操作,藉由這個專題分享也希望讓大家可以對Boson激出更多創作的可能性,果然樂高一出馬小朋友們立刻蜂擁來體驗呢,果然樂高的魅力無國界啊~

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最後如果您對Boson想要更加的認識的話,歡迎參考看看另一篇文章-

[ 起步學習電子實作新選擇 ] 模組化電子積木BOSON開箱

 

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[LattePanda] 從零開始教學,在LattePanda上使用Python與Arduino來控制meArm機械手臂

本文章將帶領讀者從基礎開始,到學會用在LattePanda上面使用Python跟內建的Arduino Leonardo來控制機械手臂,想學習Python圖控界面,與Arduino的Serial溝通,或者是機械手臂的介紹的朋友不妨來看看本篇教學文喔!

作者/攝影 袁佑緣
時間  3小時
成本  約1,850(不含LattePanda)
難度  * * * * *
材料表

1.Python的環境安裝

首先請到python的官網(https://www.python.org/downloads/windows/)下載最新版的安裝檔,在這邊要提醒一下python目前有兩種版本,一個是2.7x版,另一個3.x版,2.7x版python是比較舊的版本,同時官方也有發出聲明將不會在繼續更新了,而本篇的範例使用的是新版3.x的python,所以請讀者注意一下不要選錯囉。

以筆者為例,最新的Python版本是3.6.1,以及LattePanda是64bit版本的,所以點選Windowsx86-64-excutable installer,如下圖。

接下來請記得在安裝python的時候將下方”Add Python 3.6 to PATH”勾選起來,意思是要把python加入windows的環境變數內。

安裝完後,為了測試我們的電腦是否能正常呼叫python,請呼叫您電腦的終端機,windows的使用者請按下快捷鍵”win+R”便會在左下角顯示執行視窗,接著輸入”cmd”,這樣一來就會叫出windows的命令提示字元,如下圖。

命令提示字元(command prompt)

接下來請輸入”pip install matplotlib”,使用python的套件管理員pip來安裝matplotlib這個套件。

接下來請輸入”pip install pyserial”,使用python的套件管理員pip來安裝pyserial這個套件。

接下來為了要讓讀者方便開發python的程式,請到以下的網站(http://thonny.org/)下載並安裝Thonny這個python IDE。

2.Arduino 環境準備

請到官網下載最新板的Arduino IDE,下載網址請點這裡。以筆者為例,最新版本的Arduino IDE為8.2板,因為LattePanda上面運行的Windows10,所以請記得點選windows版的IDE來下載,另外為了不覆蓋到LattePanda系統原本舊版的Arduino,請點選”Windows ZIP file for non admin install”。

想直接下載的話請點選JUST DOWNLOAD,當然如果行有餘力的話也可以給予Arduino一些贊助喔!

最後解壓縮完成之後,點開Ardunio的資料夾執行IDE的程式即可。

另外,為了要控制LattePanda內建的Arduino Leonardo,必須將控制板選為Arduino Leonardo。

Arduino IDE在上傳程式碼的時候,需要選擇對應的port(連接埠)才能上傳到控制板上,如下圖,請選擇有Arduino Leonardo的COM port。

 

3.執行本專案的程式碼

請在Arduino IDE 上面完成以下的程式碼。

#include <Servo.h> // 引入Arduino控制伺服馬達的函式庫

Servo s[4]; // 建立一個長度為4的servo物件

// 宣告收到Serial的訊息與長度
int  data;
size_t data_size = sizeof(data_size);

void setup()
{
    Serial.begin(115200); // 將Serial的鮑率設定為115200
    
    // 將4個servo對應到以下4個Arduino腳位
    s[0].attach(7); 
    s[1].attach(8);
    s[2].attach(9);
    s[3].attach(10);
}


void loop()
{
    // 如果從Python圖控界面收到的資訊是s開頭,則檢視下一個字元
    // 是指定哪一個伺服馬達(0~3號)
    // 最後再接收一4個bytes的整數,作為馬達要轉到的角度(0~180度)
    if(Serial.available())
        if(Serial.read() == 's')
        {
            int servo_number = Serial.read() - '0';
            if(servo_number < 4 && servo_number >= 0)
            {
                Serial.print("Servo number: ");
                Serial.println(servo_number);

                while(Serial.available() < data_size);
                Serial.readBytes((char*)&data, data_size);
                Serial.println(data);
                s[servo_number].write(data);
            }
        }
}

上傳Arduino程式碼

請先確認您的Arduino IDE是否有按照2. Arduino環境設定,將Arduino Leonardo的板子與連接埠都選擇正確,並按下快捷鍵<Ctrl+U>或者是如下圖點選上傳的箭頭來上傳程式碼。

打開Thonny,完成以下的Python程式碼。

# matplotlib是用來顯示GUI的函式庫
# serial則是用來跟Arduino溝通的函式庫
# struct跟pack則是在Serial傳輸資料時,打包資訊會用到的工具
from matplotlib.widgets import Slider 
import matplotlib.pyplot as plt
import serial
from struct import pack

# 在連接埠COM8建立一個鮑率為115200的Serial
# 這裡要提醒讀者,記得要把COM8改成您LattePanda上的COM port
ser = serial.Serial('COM8', 115200, timeout=0)

# 定義一個函式,將會根據i(馬達/拉桿編號),回傳指定的函式
def send_ith(i):
    def send(val): # 定義一個函式,用來送出控制馬達角度的訊號
        data_header = bytes('s' + str(i), 'UTF8')
        data = int(val)
        ser.write(pack('<2si', data_header, data))
    return send


# 初始化伺服馬達控制拉桿的圖形化界面以及其對應的函式
a = []
s = []
for i in range(4):
    a.append(plt.axes([0.2, 0.2*(4 - i), 0.6, 0.07]))
    s.append(Slider(a[i], 'Servo' + str(i+1) + ' ', 0, 180, valfmt = '%d', valinit = 90))
    s[i].on_changed(send_ith(i))

plt.show()

執行Python程式

請在Thonny IDE上,按下快捷鍵<F5>或者是點選下圖中的播放鍵來執行Python

如果在執行Python時遇到如下的錯誤,那有可能是您的COM port沒有設定正確,請回去看一下2. Arduino 環境設定那一步中的COM port,並把正確的port輸入上面Python程式碼中。

成功執行後,就可以看到一個簡單的Python互動界面,讀者可以透過上面的拉桿來操控四個伺服馬達各別的角度。

4.接上機械手臂,來動手玩玩看吧

完成上述的步驟後,我們就可以來執行最後的實做部份了,本次範例所使用的機械手臂是有名的開源機械手臂meArm,上面有4個伺服馬達,一共有四個自由度,然後因為特殊的平行連桿機構,最尾端的夾爪會一直保持水平,方便機器夾取物件,加上使用壓克力平板與螺絲螺帽就能輕易組裝,是一個相當好入門的教育套件,接下來我們就來看一下要如何完成電路的連接吧。

LattePanda與機械手臂的接線如下圖,由於本範例所使用的Arduino腳位是7, 8, 9, 10,所以請按照官方給的腳位圖接上去(紅圈的部份)。

特別注意,為了保護馬達與電路系統,電源的部份請最後再接上去。

電路接線圖

LattePanda腳位圖

 

完成圖

上視圖

 

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