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micro:bit 密接を避けてじゃんけん

密接を避けてじゃんけん

 micro:bitには無線通信がついています。それを使ってじゃんけん。密接をさけることが出来ますねぇ。

 

 親がmicro:bitを振ると、無線グループの全員のmicro:bitが動作します。そんなに大声を出さんでも済む。

 乱数を発生させて、それをグー・チョキ・パーに割り当てて、LEDで表示させてます。ちょいと英語にもなじめ、ってアルファベットにしておきました。

密接を避けてじゃんけん

 子機の方は、無線を受けたら動作するようにしてあります。それ以外はおんなじ。

密接を避けてじゃんけん

 表示はこんなの。見せ合って勝負を判断するのが、じゃんけんのおもしろさ。

 ずっこいこと考えても、後出しじゃんけんが出けへん。

 

 ズルするんやったら、子機の乱数の範囲を1〜2に狭めといたらどうなるか考えてみて…、って。こんな不正の方法を教えてどうすんねん?。これはやってるうちにバレるから、もうちょっと違う方法考えなあかんで。

 


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Micro:bit LED調光器ってのを考えてみました

 LEDってのは、電圧を変えたり、電流を変えたりしてその明るさをコントロールすることは無理です。

 明るさを変えることが出来るLEDの灯具は、実はONとOFFを非常に速い周期で繰り返しているのです。明るくするには、ONの時間を長くし、暗くするにはONの時間を短くしているのです。

 信号機やら交通機関の方向表示など、連続点灯の場合でも、LEDの長寿命化のためかこんなON・OFFの繰り返しをしていることが多いです。写真を撮ると、LEDが消えていることが起きるのはこのためです。

PWM

 これをPWM変調って言います。

 

 Micro:bitのアナログ出力は、このPWM出力なので、それでLEDの明るさをコントロールしてみようってことです。

LED調光器

 アナログの出力は、0から1023までの1024段階。レベルを2倍ずつ増やしていくプログラムになっています。

 最初の0は何倍しても0なので、初期値を1にして、最大値が1024にならないようにマイナス1したレベルになるようにしてます。

 「A」ボタンを押すと明るくなり、「B」ボタンを押すと暗くなっていくというコードです。

 動作確認のためにMicro:bit本体に、明るさのレベルを数値で表示させています。

LED調光LED調光器

 実機でやってみました。ミノムシのついたLEDも用意してやってみました。何でか知らんが、白色LEDなのに明るく灯る。

 

 

 

 

 

 


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Micro:Bit テスターを作る <電気で明かりをつけよう>

導通テスター導通テスター

 3年生のプログラミングデビューの課題です。

 電気を通すか、通さないかを調べるテスターを作ります。上のように通す、通さないを表示してくれると、もう立派な導通テスターって言えるんじゃぁないですか。

導通テスター

 コーディングはこんなの。

 端子「0」を入力にして、デジタルで、電圧がある「1」か、ない「0」かを調べてます。反対側のリードは「3V」端子から電圧を取り出す。

 あとは条件分岐で、LEDが違う表示をするようにしてるだけです。

 

 この表示はお絵かき感覚。文字でも、記号でも、絵でもどうぞって。工夫できる部分が無くてはおもしろくないし。

 こんなのだったら、3年生でも出来そう。ローマ字打ちが出来るようになっている頃だけど、それの必要もないし。

 導通テスター導通テスター

 実機で作ってみました。表示はイエスの「Y」と、ノーの「N」。

 MicroBitが20台ほどあれば、二人で1台、45分授業のなかで作らせて、調べさせることが出来そう。

テスターリード

 テスター用に、ミノムシとピンのコードを用意した。テスターリードのプラグの方で短いけど、良い感じ。

 このコード、電流計やら、電源装置のジョンソンターミナルの穴に差し込んで使えるので、使い回しすることにしよう。ミノムシミノムシと分けておかんとあかんけど。

 

 コーディングをしているところの画面を、動画でハードコピーして、字幕を付け加えて用意しておきました。校内LANでしか見られないけど。

 

 写真を撮ってみたが、Micro:bitのLEDは点滅をしているので、「N」の1列目が消えているタイミングだったみたい。

 


 


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機械が読むのはこんなファイルです

HEXfile Micro:Bit

 MicroBitのプログラミングをMakeCodeで作った後、MicroBitに転送します。その時や、保存する時は、お気づきかと思いますが「.hex」って形式のファイルです。

 さて、そのHEXファイルを覗いてみました。照らされると走り出すモーターカーのプログラムです。

 これが機械が読んで理解できるプログラム。とてもとても人間には読んで理解することは無理。先頭の数行ですが、最後は1万4千行まで行ってました。読めたとしてもその量は頭が痛くなりそう。16進数で表示してますが、2進数にすると、もっとすごい量になります。

 MicroBitは小さなコンピュータなので、このように機械が読める状態でプログラムを渡してやらなくちゃならないのです。

 

 人間が理解できるようにするには、これをjavascriptなんてプログラミング言語に翻訳するんです。

 それでも、英語ベースのプログラミング言語は小学生には難しいので、スタックを重ねたビジュアルな表現で示してくれるのがmakecodeってソフトウエアなんです。しかも、日本語だ。

 

 機械が読めるようにすることを専門家は、コンパイルする、なんて言うのがこれです。参考までに。


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Micro:Bit 太陽電池をセンサーにして

照度カー

 MicroBitは、LEDを明るさセンサーとして使ってますが、ありもので太陽電池があったので、それを明るさのアナログ素子として使うことにしました。

 100均のガーデンライトってのについていた太陽電池。最大で1.5V程度の電圧は出しそうなもの。もともとはその出力を2次電池1本に貯めて、暗くなったら点灯するって用途。割れて壊れて校内に落っこちていたので、部品取りをさせてもらった。この適当にチープな発電能力と、大きさが丁度いい。実験用の太陽電池の5分の1ぐらいのサイズの分厚いガラス基板。

照度カー照度カー

 太陽電池は車のフロントグリルに両面テープで貼り付け。曲面なのでクッションを加工して挟んでいる。なんだかオールドファッションな車みたい。センサーの都合でGND端子が忙しいので、ビスを取り付けてミノムシ2本が噛みつけるようにした。

 太陽電池の出力は、0番端子にアナログ入力で。どれほどの閾値が良いのかがさっぱりわからん。適当に数値を入れてカットアンドトライ。

 1番端子は、デジタルでモーターの駆動信号の出力。トランジスタスイッチを介してモーターへ。

照度カー

 結局、環境に左右されるアナログ電圧で閾値を決めるのではなく、起動時の明るさを変数に記憶させておいて、それよりちょいと明るくなったら走るという設定にした。

 明るければズーっと走ってくれると追いかけて止めなきゃいかんので、0.3秒だけ走って、少々休みってループのプログラム。暗ければもちろん停止したまんま。

 廊下なんかで、懐中電灯の光を当てると走るって車デス。光リモコンカーってな名前かな?、前進しか出来んけど。

 

 


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Micro:Bitで、モーターカーを走らせる

MicroBitでモーターカー

 教材セットのモーターカーに、MicroBitを積んで走るようにしてみました。

MicroBitでモーターカー

 モーターへの配線が、3本になっているところが変更点。緑色がMicroBitからの出力。赤と黒が電源線。

MicroBitでモーターカー

 MicroBitからの出力でモーターを動かすのは無理なので、モーターユニットの裏にトランジスタのスイッチを忍ばせてある。まぁ、パワートランジスタにぴったりの窪みがモーターの下に作ってある。おかげできれいに実装できた。

 モーターカー回路TRスイッチ

 スイッチとはこんな回路。MicroBitの一桁mAぐらいの出力電流を、100倍以上に増やしてくれている。ダーリントン接続のトランジスタで、モーターをOFFにした時の逆起電力を吸収してくれるダイオードも内蔵しているので安心。

 足に直接はんだ付けをして隙間に実装。

 

 モーターカーはちょいと精度が悪くて、少々浮くのかギアがかみ合わなかったりするので、針金で固定して押し付けている。それでも、走るかどうかは気分屋さん。

 

 さて、どうプログラミングするかのぉ。
 


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Scratch 臨時休校中に規則正しい生活にするために 

アナログ時計

 この時計、ちょいと機能をつけ足しました。

 学校と同じようにチャイムが鳴るんです。

 ま、ウチの校区は狭いので、静かにしていりゃ学校のチャイムも聞こえるんですが、PCの時計から鳴るのもいいじゃぁないですか。

 ウチの孫どもをみていると、学校がはじまるとしんどいだろうなぁって生活ですから。

チャイムが鳴ります

 時刻がくるかどうか、ずっと監視しているプログラムです。

 チャイムが何度も鳴ってはジャマなので、安心のために1分前に起動して、1分待たせるってコードにしました。

 学習時間の始まりは、チャイムの鳴り方を変えて、4連打がつくようにしてあります。

 

 昼からは、プログラムしてません。必要なら、おんなじように書けば良いでしょう。それに、午前中にみっちりとやれば、ま、良いんじゃないですか。

 

 右メニューの「私のスタジオ」からどうぞ。


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掃除の仕方の掲示、じゃぁないですよ

アンプラグドプログラミング

 掃除はこのようにやりましょう、って掲示じゃないです。高学年が考えたアンプラグドのプログラミングの例です。

 まだ、ちょいと荒っぽい。1年生がこのとおりしようと思っても迷うところがあるんと違うか?、って目で見直してみる必要がある。

 ぞうきんを……しぼる、って所も、望ましい絞り方を書いた方が丁寧だよな。

 黒板消しをパンパンして……、ってのも、何を使ってすんのかが、ナイ。そこらへんの壁でパンパンしたら叱られるんだから。

 雑巾を片づけます……では、指示が足りんやろ。

 机運びと掃き掃除は、ちゃんと繰り返し構文で書いてるのが、エライ。

 

 これを見てると、Sequential Control=順次制御、ですよね。まさにプログラミング的思考ですがな。

 自分で考えることをしないコンピュータに指示するんだから、はみ出さないように細かく書かなくては。指示が荒っぽいとバグるぞって、掃除の仕方を書き出しただけでもそんなこと思っちゃう。

 

 コレをコンピュータを持って来てプラグドで検証してみることは出来ないけど、実際に掃除をしながらプログラムを作りこんでいくことはやりやすいよナ。

 

 アンプラグドプログラミングの一つの例の紹介でした。

 


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今がチャンスではないかい?

おうちでプログラミング←サイトに移動します

 全国的に臨時休校中。今こそ、プログラミングにチャレンジするチャンスではないかい?

 そう思ってそんなサイトを作りました。学年別のページを設けて、各教科の自習課題も取り込めるようにして、手の洗いかたも。

 

 こんなの、相談してると時間がかかる。私のひとりよがりで作っちゃう方が早い。

 「まだ教えてないのに」ってのは、先生根性。習わなくてもさわってみておけ、ってのが良いのヨ。

 で、あとで聞いて、“あっ、そうやったんか”って方が理解しやすいんだから。私だって何度壁に当たってくるしんでいたことか。

 

 見本のプログラムをのぞいてみて、ちょいと変更してみて、そんな真似事から始めるんではないですか、プログラミングに限らず。

 

 そんな人がいましたねぇ。出汁を取って、吸い物の味付けをしてから、味噌を入れて味噌汁にした人が。その人の家庭料理の真似事をしたようけど。もちろん塩分過多でちょいと食べるには不向きなモンができました。プログラミングでも何でも「失敗の数では負けません」って人は信頼するに足りるんではないですか。

 

 休校中の時間がたっぷりある時に、何も教えず、失敗を重ねておいてほしい、そんなサイトです。


 


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Scratch 窓口順番発券機のプログラムを考える

窓口発券機

 銀行の窓口やら、回転ずしの待ち合いなどに置いてある、お客さんが操作する順番待ちの発券機です。窓口の係の人がボタンを押すと、窓口の表示器が次の人を呼び出すアナウンスをしてくれます。これってどんなプログラムなのでしょうか、って考えてみるのはどうでしょう。

 

 アンプラグドで、考えてみるのに向いているなって思って[プログラミング]ってカテゴリーにしました。

 

 「発券する」を押すと、待ち人数を表示し、アナウンスしてくれます。(リアルでは発券するので、アナウンスはしてないけど)

 窓口の係が「次の方」を押すと、窓口の表示を変え、順番が来たアナウンスをして、待ち人数を変更してくれます。

 待っている人のことを思ってプログラミングをする、ってテーマとしては良いかなって思います。アナウンスの声を変えているのもその一つです。

 うっかりと間違って、待っている人が居ないのに、窓口の職員が「次の方」ってボタンを押したらどうするか、なんてエラーの処理も考えておかなくてはなりません。そんな場合には動作しないようにしてあります。

窓口発券機

 中味の一部はこんな感じ。発券番号、窓口番号、待ち人数を変数にして動かして、その数値を表示するようにしてマス。

 「発券」というプラスの入力、「次の人」という待ち人数がマイナスになる入力、そして3個の変数が出力です。その間にちょいと計算が入るだけ。アンプラグドでどのように表現しますかねぇ。

 物事を整理して考えるのに向いているかなって思います。

 そうそう、朝一番にリセットをするってプログラムもいりますねぇ。Scratchでは緑旗に相当するプログラムですが。

 

 何だか、Scratchは人物に子どもが多い。窓口のおねえさんらしいキャラクタがない。どうも、子どもが作るゲームプログラムを意識してるような気がする。

 


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最終更新日: 2020/07/10

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