前段時間我們體驗過孩想編的CrowPi2,是一款基於樹莓派4B的程式設計學習機,這款產品主要是方便初學兒童快速上手Python的,它因為有著樹莓派的底子,以及鍵鼠、螢幕、揚聲器等完整的外設,因此還能當作一臺膝上型電腦使用,放在極客手裡,也能安裝各類作業系統,發揮出更多玩法。
近期,孩想編髮布了5款全新的STEAM電子程式設計套裝,分別為初學者套件、探索者套件、發明家套件、創作者套件、以及大師套件,單從名字上就能看出來,這一系列新產品是由淺入深,從零基礎到進階全覆蓋的。
值得一提的是,這一系列套件均採用類似於樂高玩具的模組化拼裝玩法,再配合圖形化的程式設計方式,既能鍛鍊學者的動手能力,也能提升邏輯思維的能力。當你集齊全部之後,可以發揮想象力,來創造屬於自己獨一無二的專案。
那麼這次我上手的是大師套件,也就是系列中難度最高的版本,是針對10歲以上兒童設計的,需要有足夠的程式設計基礎,從包裝內的部件就可以看出來,它是可以組成手機和遊戲掌機來使用的,想必很多成人玩家都很想上手。
整個套件中的6個主要模組:ESP32模組、鍵盤模組、2G通訊模組、操縱桿模組、鐳射測距模組。模組之間的連線採用強磁吸+觸點的方式,搭配起來方便又迅速,模組四周均有凹槽或引腳,並設計有異名磁極以實現防呆效果,能夠適應後續不同方位的創作需求。
其中ESP32為核心模組,配有TFT顯示屏、WiFi、處理器、MicroSD卡槽、鋰電池等,是整套系統中程式執行的關鍵,能夠刷寫韌體,可以看做是一臺微型電腦。
需要配合電腦端Letscode軟體來對ESP32模組進行程式設計資料的上傳及韌體刷寫,使用的是接受度很高的圖形化程式設計方式,當然了你也可以用程式碼。套件中有詳細的使用手冊,到手按照手冊內教程操作即可,相關資料包在官網下載。
下面挑選幾個比較有代表性的案列來向大家展示殼樂拼的玩法。
一.製作鐳射測距儀
▲該小節是使用ESP32模組搭配鐳射測距感測器模組,來製作一臺鐳射測距儀。測距模組集成了一枚鐳射二極體,向目標發射鐳射脈衝,經反射後部分散光返回感測器,透過計算其中的時間差來判斷被測目標和測距儀之間的距離。實現這個功能我們需要將鐳射測距模組安裝到ESP32模組的13/14引腳上。
▲如果之前對圖形化程式設計有一定的基礎,那麼操作起來就很容易了,首先理清整個程式的邏輯,需要先對ESP32模組進行初始化,再初始化13/14埠用於和鐳射測距儀進行通訊,然後設定好螢幕背景色和顯示字型,再宣告字串變數a和b,這個變數的意思就是用來在螢幕上顯示實時的結果,最後定義資料在螢幕上顯示的座標、以及預設值警報等。
根據上手的熟練度及理解程度,可自行新增或刪減程式碼塊,官網提供的資料包中也能找到案列的完整程式。
二.製作入侵掃描器
▲該小節是使用樂高拼裝積木、舵機、鐳射測距模組、ESP32模組來搭建一臺入侵掃描器,當設定的範圍內有物體靠近時,蜂鳴器會播放音樂提醒。
▲樂高杆件共有48枚部件,舵機和鐳射測距模組透過磁吸線材與ESP32模組相連線。
▲相較於上面案例中單純測距功能來講,在圖形程式設計中增加了舵機的迴圈、以及將警報設定成音樂的操作。
▲實現該功能,需要讓ESP模組控制舵機迴圈旋轉180度,帶動鐳射測距儀來掃描這個半徑內是否有物體靠近。
三.製作一臺行動電話
▲使用ESP32模組、鍵盤模組、2G通訊模組,以及矽膠外殼組裝一臺可以真正打電話、發簡訊的手機,當然你得再自行準備一張可用的SIM卡。
▲官網下載的資料包內包含將ESP32模組刷寫成行動電話的韌體工具,按照手冊指引選擇韌體的正確路徑及刷寫地址,清空ESP32內原有韌體後,開始重新刷入。
▲該小節不需要程式設計操作,主要是在幫助瞭解行動電話的基礎結構組成以及工作原理,當然了課程分支中也有使用圖形程式設計設定一鍵撥打固定號碼的教程。
▲ESP32模組刷上行動電話韌體後,即可實現電話的接打、簡訊收發,同時也能實現鬧鐘、秒錶、設定顯示亮度等基礎功能。
四.製作遊戲掌機
▲製作遊戲掌機需要使用到ESP32模組、2枚操縱搖桿模組,以及掌機外殼。
▲和製作行動電話的方式類似,同樣需要手動刷寫資料包中提供的韌體。
▲類似於開源掌機,韌體包內包含了數百款GameBoy、FC經典遊戲,完美流暢執行。
▲當然了也可以自己動手程式設計設計遊戲,貼圖素材很豐富,手冊及資料包中給出了相關案例供參考。
體驗總結:
殼樂拼程式設計套件與其說是學習程式設計,不如說是在玩程式設計,它將兒童程式設計的門檻降至足夠低,同時也保留了豐富有趣的玩法,模組化的設計易於上手,圖形化程式設計也很好接受,畢竟培養興趣才是最重要的一點。其實少兒程式設計並不是要把孩子培養成未來的工程師、程式設計師,而是透過正確的引導和現代化的方式來開啟孩子們的想象力、思維能力,總體來說,殼樂拼程式設計套件是一款很不錯的少兒程式設計產品。