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& 【创客学堂】Scratch与Arduino的最好结合-S4A
【创客学堂】Scratch与Arduino的最好结合-S4A
编辑：Techie
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Scratch&4 Arduino是什么？
先分别说下它们：的编程界面简单，方便，易于学习；的硬件价格便宜，扩展性好，使用面广。
图1 Scratch软件界面
图2 Arduino UNO R3 控制器
那呢？,可以说是MIT的之改版。在Scratch&for&Arduino中，提供了一系列新的传感器模块与输出模块，并通过它们连接到你的Arduino控制器，你可以用S4A控制马达和LED输出，输入的信息通道数目也会大大增加，甚至一个Scratch&4 Srduino（简称S4A）程序可以连接多块Arduino控制器,并显示出多个独立的Arduino窗口。当然它也有一个与ScratchBoard监视器类似的传感器反馈窗口。
图3 S4A （Scratch for arduino&）软件界面
S4A有什么好处呢？
在Scratch软件+PicoBoard板子的配置下，只有8个传感器，并且都是模拟量， 不够用，还不可以用软件面向外部控制，不利于同软件的互动。相对于此,S4A+Arduino控制器配置的好处是可以支持多输入输出，类型也丰富了许多：可以支持Scratch 4 Arduino中与Arduino相关的模块，实现Arduino控制器的较多基本功能，模拟量、数字量的读写，也可以有更高级别的应用，比如你甚至可以找到可以控制180度舵机或是360度连续旋转舵机的block。
图4 S4A（Scratch 4 Arduino）较Scratch增加了许多Arduino的 motion block
现在S4A最高版本是1.5，它支持：6个模拟值输入（模拟口A0-A5），2个数字量输入(数字口2，3) ，3个模拟输出（数字口5，6，9），3个数字输出（引脚10，11，13）和4个特殊的输出口用于连接连续旋转舵机及180度标准舵机（数字口4，7，8，12），怎么样，有输出，有输出，端口也多出不少，这回够用了吧？。
什么？还不够？嘿嘿，那好吧，S4A还可以挂接多个Arduino控制器，数量取决于你有多少USB端口！
图5 S4A中有多种多样的动作block,并且可以连接多块Arduino控制器
其实个人认为没有必要连那么多吧，呵呵。S4A的优点在就于能有输入与输出，并且类型多：模拟、数字、LED、舵机、传感器等等，这样才叫互动，用起来才能高端大气上档次。
S4A与Arduino控制器的连接
首先要下载与相关的。固件烧写的方法就不细说了，去奥松机器人的前沿科技版块看一下这篇文章吧。准备就绪后，打开S4A软件，插上Arduino控制器，软件会自动寻找，并连接，过程稍慢，可以通过关闭自动连接，然后指定串口号的方式快速连接。当你在在软件中看到6个模拟口与2个数字口的状态变化时，连接成功！S4A升级到1.5版本，配合有相应的1.5版本固件的Arduino控制器，性能还是很稳定的，几乎不会出现错误，比之旧版本好很多。
图6 S4A软件连接Arduino控制器的方法
各种模块通过S4A与Arduino互动
来解放一下，感受Scratch&4 Arduino的外部控制：上连接一个舵机、一个电位计，在软件中建立个角色，透过S4A，用电位计控制软件角色与硬件舵机，让它们用同一个节奏摇摆起来吧。
图7 S4A软件中角色随电位计而改变角度&&&&&&&&&&&&& 图8 Arduino控制器中连接舵机同步摇摆
图9 S4A编写的同Arduino控制器互动程序
当然，你也可以更好的利用Scratch&4 Arduino的优点，用更多的传感器与外设来丰富互动体验，比如PS2摇杆、按钮模块、LED灯、双H桥驱动直流电机，甚至你可以用到蓝牙或XBee模块，打造出一台键盘控制的无线小车呢。N多创新应用等着你去发掘！
图10 PS2摇杆 按钮模块 LED灯 双H桥驱动直流电机 都可以连接到S4A
S4A软件在媒体互动方面表现还是很出色的，不但做到了多媒体，可以有动作，有声音，有图有真像；而且仅仅几行积木式的block,就可以完成电脑端操作，同时完成面向外部控制。在这个新兴事物被当今时代广泛传播之时，Scratch&4 Arduino+Arduino控制器的媒体互动方式，势必能更好的将想像空间与真实世界联系在一起！
用到的Arduino UNO控制板：
用到的扩展板：
S4A的官方网站
S4A的下载地址
S4A的固件下载地址
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内容：用Scratch连接物理世界
主讲人：谢作如
培训笔记：一、为什么要连接物理世界？如何连接物理世界？技术——教育——创客1、技术原本应该很有趣。（用动作代替键盘、鼠标）2、被忽视的计算机接口。（ISA、PIC、COM、串行接口、并行接口......）3、教育缺失了什么？（为什么要学习？知识就是力量吗？）4、当前ICT课程的现状&（ICT=office、IE、windows）5、创客和创新教育创客：坚守创新、持续实践、乐于分享并且追求美好生活的人。创客研究什么？《SAA和互动媒体技术》中的观点：（1）编程带来了一种新的理解世界的方式。（2）计算机革命是关于思考方式以及如何表达思考内容的革命。（3）教小孩计算机编程，将其作为传播计算思维的一部分仍然是很重要的。（4）结合真实的项目和真实的硬件，能大大推动小孩子学习编程的兴趣。二、当前Scratch的课程开设方向1、数字化表达–数字故事–趣味游戏2、编程工具–编程入门3、互动编程–数字实验–互动媒体三、除了编写游戏，Scratch还能做什么？1、马达模块2、传感器模块–传感器板：滑竿、光线、按钮、声音、阻力（电阻）、距离、倾斜3、远程传感器四、Scratch的互动编程：乐高WEDO系列、传感器板、耳机线、Arduino等五、Scratch的其他版本Scratch&2.0S4A（Scratch&for&Arduino）Labplus（盛思）Byob（Build&Your&Own&Blocks&）SNAP!（在线的Scratch）六、Arduino：最值得推广的开源硬件&&&&Arduino是一个基于开放原始码的软硬体平台，具有使用类似Java、C语言的开发环境。Arduino诞生之初是为嵌入式开发的学习而生，但发展到今天，Arduino被称为“科技艺术”，作为一种新“玩具”，甚至新的艺术载体，吸引了各个领域的爱好者。七、备受关注的STEM学科1、STEM是科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)和数学(Mathmatics)英语首字母缩写2、STEM教育中技术教师的角色：现有的教师中，最缺乏的技术，尤其是软硬件结合的技术。八、创客空间的建设，创客课程的开发。九、关于教育的理解&&&&教育是一项启迪心智的工作——应该多开窗户课程决定了教育的培养目标——考试不是唯一每一位教师应该都是创客——践行因材施教心得体会：&&&&Scratch是一个简单的儿童编程软件，针对孩子们的认知水平，提供了友好的人机交互界面。该软件通过拖曳已经定义好的程序模块，采用搭积木的方式快速实现程序的编写，易于孩子上手，使得制作简单的动画，游戏，卡通变得比较容易，寓教于乐，让孩子们获得创作中的乐趣，能充分提高孩子们的动脑动手能力。感觉学生学习该软件肯定不会感到枯燥无味，我准备在以后的教学中尝试讲授这部分内容，同时也希望下一版小学信息技术教材中能增加该模块教学内容。
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