亲子编程玩Micro:bit-动力小车“麦昆”

少儿编程之风已经吹进各大城市，年龄段已经从K12逐渐降低到幼儿园中班。其实，少儿编程的门槛并不高，它不会让孩子一上手就去接触代码，而是会通过图形、模块、游戏等形式，从声音、光、外形等多种途径，帮助孩子们走进计算机世界。本文以一个父亲的角度，讲述如何与孩子一起，用图形化的方式，构建一个好玩的动力小车。

1. 基础
    首先讲讲基础，从孩子和父亲两个方面来看。
    孩子目前是幼儿园大班，在幼儿园中班的时候开始玩乐高，特别喜欢车，有一定的动手组装能力（乐高的大颗粒和小颗粒都玩过，就是小颗粒有些费劲），可以在大人的指导下，拼搭模型。
    父亲是理工男，有编程能力和基础，所以可以快速入门后面的图形化编程。不过我相信，图形化编程这么简单，大部分没有基础的父母同样可以轻松入门。

2. 套件选择
    套件和品牌有很多，淘宝上都可以买到，如DFRobot、makeblock和seeed等国内厂商都会生产自己的产品，或者代理国外的产品。micro:bit 是一款由英国BBC设计的ARM架构的单片机，板载蓝牙、加速度计、电子罗盘、三个按钮、5 x 5 LED点阵，主要用于青少年的编程教育。用户可以利用它实现任何酷炫的小创意。淘宝上也有很多为Micro:bit设计的外围器件，包括各类传感器、显示屏、按钮、车架等等。这里使用的是国内厂商DFRobot生产为Micro:bit设计的小车车架“麦昆”。特性如下：
支持Microsoft makecode，支持Scratch及python
体积迷你，移动灵活
全金属微型减速电机，质量优良，驱动力强
巡线、氛围灯、LED车灯、超声波接口、蜂鸣器、I2C接口、金手指接口、机械扩展螺孔等等，功能齐全，扩展性强
独家定制的赛钢材料支撑轮，灵活可靠，越障能力强
安装简单，轻松上手

3. 构建和组装
    拿到套件以后，拆开来，得到各个组件，包括车体（出厂已安装好电机和支撑轮）1个、轮子2个、3节7号电池盒1个、双面胶1片。如下图所示。


    另外，如果要远程遥控，还需要一个手柄，手柄和两块Micro:bit板子如下图（小车车架用一块Micro:bit，遥控手柄也用一块Micro:bit）。


小车车架安装的步骤不多，首先是安装轮子，把轮胎套在轮毂上，再把轮毂插入到电机。小朋友自己完全可以搞定。


轮子装好以后，就安装超声波传感器，用于检测障碍物距离，自动避障。


接着，插入Micro:bit板子到插槽，注意方向。


    把电池盒粘到小车上，并把电池的接线接到车架的电池接口。完成小车的安装。


    安装过程中要注意两点，第一：轮胎和轮毂有方向，不要装反。第二，电池接线要接到小车车架的电池接口上，不要连到Micro:bit板子的电池接口。小车的各个接口说明可以参考下图。


    遥控手柄的安装比较简单，只需要将Micro:bit插入扩展插槽就可以，需要注意的是，方向不要插反。然后为其粘好电池盒，把接线接到电池接口。如下图所示。

4. 图形化环境的安装
    对于小车的编程，可以使用在线的Microsoft makecode：https://www.microsoft.com/zh-cn/makecode?rtc=1，直接在线编写下载。当然，笔者还是推荐下载应用安装到本地的方式，这样不受网络的拘束。

4.1 Mind+编程
    DFRobot自行发布了一款同时支持图形化和代码编辑功能的环境Mind+，具体步骤如下：
    1、下载及安装软件。下载地址：http://www.mindplus.cc 详细教程：Mind+基础wiki教程-软件下载安装
    2、切换到“上传模式”。 详细教程：Mind+基础wiki教程-上传模式编程流程

    3、“扩展”中选择“套件”中的“麦昆”。 详细教程：Mind+基础wiki教程-加载扩展库流程



    4、进行编程
    5、编程完毕以后，点击菜单“连接设备”，选择一个“COM-microbit”，然后点击“上传到设备”
    在DFRobot的Wiki网页上，包含了多个图形化案例，包括电机控制、读取超声波距离、点亮LED车灯、点亮氛围灯、读取红外线键值、红外遥控、超声波避障、光控精灵、无线发送和无线接收（遥控手柄）等。具体可以参考：Wiki。


4.2 Microsoft makecode编程
    微软专门为Microbit开发了一款图形化的环境makecode，用户可以从应用商店上直接免费下载。


    下载完成，运行应用，导入小车麦昆的库，地址是：https://github.com/DFRobot/pxt-maqueen，步骤如下。
    1. 在Makecode for microbit的主页面点击新建项目，然后点击设置-扩展，如下图所示。


    2. 输入麦昆的库，点击搜索，就可以搜到。如下图所示。


    3. 点击该扩展，环境会自动下载并且安装，安装之后，可以在左边的控件栏中找到麦昆，如下图所示。


    环境搭建好之后，就可以开始图形化编程了。在DFRobot的Wiki网页上，包含了多个图形化案例，包括电机控制、读取超声波距离、LED车灯闪烁、点亮氛围灯、读取红外线键值、红外遥控、超声波避障、光控精灵、循迹驾驶、无线发送和无线接收（遥控手柄）等。具体可以参考：Wiki。

5. 孩子如何参与

    有关这个问题，我们可以从下面几个方面来引导。
    1. 从小车的运动控制方面，可以与孩子探讨，该如何控制小车的两个轮子，以达到小车前进、后退、左转、右转的目的？如，左右轮同时正转，小车就前进；同时反转，小车就后退。
    2. 掌握了小车的运动控制以后，就可以与让孩子自己设计小车的运动路线了，比如，走个8字。
    3. 小车配有两个LED车灯，可以结合实际情况，如我们开车时，要左转的时候，需要打开左侧的转向灯；右转时，打开右侧的转向灯。与孩子探讨如何加入LED转向灯的功能。
    4. 小车的遥控手柄案例中，只有遥控其前进、后退、左转和右转功能。尝试与小孩一起探讨如何加入A、B键的控制功能，如播放声音、加速/减速等。
    5. 用触摸屏的电脑将有助于孩子的参与度，比如，控件的拖动、参数的设置将变得非常方便。

    6. 如果要用手机或者Pad编程的话，可以使用蓝牙功能下载（苹果手机和Andorid手机均有对应的App可以下载，体验和PC版本类似，如下图所示）。虽然配对的过程稍微有些繁琐，但是这将大大降低孩子参与的门槛。

    当孩子们看到小车按照自己的想法运动起来的时候，会开心的欢呼和跳跃。这时，我们仿佛能够看到童年的自己。

本文转载自：https://www.cnblogs.com/dearsj001/p/MicorbitMyQueen.html
作者：施炯

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