资源简介

(共29张PPT)
第三节
让机器人动起来
学习目标
了解mCore控制板
熟悉并掌握mBlock的编程环境
实现简单编程，控制机器人直线行走
学习目标
一个人要想奔跑，先要学会行走。机器人若想胜任复杂的工作，先要学会什么呢？
新知讲解
机器人最简单的行走就是直线移动。要想让机器人直线移动，首先要用软件为机器人编写直线移动的程序，然后将程序输入到控制核心中，控制核心便可以控制机器人动起来。
新知讲解
机器人的控制核心其实是一台强大的小型计算机，可以控制机器人收集处理传感器反馈的信息，完成相应的任务。如图1-3-1所示，这是一款专为mbot设计的易于使用的主控板mCore，它基于Arduino单片机，集成了各种特色传感器，如蜂鸣器、光线传感器、RGB LED等。四个颜色标签的RJ25连接器，可通过更多的Arduin。传感器进行连接和扩展。支持Ar duino与Makeblock库，方便编程。
图1-3-1 mCore布局图
拓展延伸
mbot专用主控板
mCoreV1是为mBot特别设计的、且使用方便的主控板。此主控板基于Arduino Uno，集成了各种板载传感器，各种电子模块以及图形化编程。
新知讲解
了解mCore的各部件功能，根据图1-3-2检查本单元第二节课“实践与提高”中构建的mbot机器人，将其主控板进行标准化连线。
学习任务
图1-3-2 mCore连线图
复习巩固
学习任务
各部分零件及组装示意图
新知讲解
mBlock是一款专注于软硬件结合的国产双模式编程软件，支持图形化编程模式和Python编程模式。
认识mBlock软件环境
新知讲解
通过编程实现控制硬件的功能，也可以同时具有舞台与硬件的效果，从而实现人机互动。mBlock程序中可以包含很多角色，每一个角色都可拥有自己的脚本、造型、声音，每一个程序还可以使用背景，背景也可拥有自己的脚本和声音。
认识mBlock软件环境
新知讲解
打开mBlock软件（如图1-3-3所示），mBlock界面分为：舞台区，设备、角色和背景面板，积木区，代码区。
认识mBlock软件环境
mBlock脚本是积木的集合，它是程序的核心。硬件与软件的各种功能都需要通过对脚本的编写来实现。
图1-3-3 mBlock编程界面
新知讲解
mBlock编程界面的功能区如表1-3-1所示。
认识mBlock软件环境
表1-3-1 mBlock编程界面分区功能介绍
区域名 功能
舞台区 程序编写执行后的动画或效果，都是在舞台区中展示的
设备、角色和背景面板 可以为每个案例连接或设置设备，添加或设置角色，为每个案例添加设置背景
积木区 积木区有多种颜色的积木块，每一种颜色的积木块都代表了不同的作用，比如运动、声音、时间、外观
代码区 又称脚本区，是程序编写的区域，可以将积木拖放到这个区域完成程序编写
自主探索
认识了mBlock编程界面，分小组自主探究。用mBlock编制一个让小熊猫在舞台区移动时碰到边缘就反弹的小程序，并演示结果。可参照图1-3-4所示脚本。
认识mBlock软件环境
图1-3-4 熊猫移动脚本
自主探索
如何能够通过mBlock编程软件使自主搭建的mbot机器人移动呢？
认识mBlock软件环境
用mBlock软件编程控制mbot机器人运行，首先要将mbot机器人与电脑连接起来。mBlock提供了三种方式将机器人连接至电脑。
让mbot机器人动起来
新知讲解
1.使用USB数据线连接，并通过数据线升级固件或者恢复出厂设置适用于初次使用的人；
2.用2.4GHz无线通信模块通过2.4G串口连接；
3.使用支持蓝牙的电脑且机器人有蓝牙模块，可以通过蓝牙连接。
（如果使用2.4G模块或蓝牙连接，连接前需要用USB连线先升级固件）
让mbot机器人动起来
新知讲解
以USB线连接为例，步骤如下：
1.打开mBlock软件，安装Arduino驱动。
2.用USB连接线连接mbot的主控板和电脑，打开mbot主控板。
3.选择对应的串口和主控板类型。
4.安装固件。
指示灯的变化反映硬件是否连接成功，绿灯意味着设备连接成功，红灯意味着设备没有连上或者没有被检测到。
让mbot机器人动起来
新知讲解
在线编程：通过USB串口、蓝牙、2.4G通信模块等方式连接机器人至主控板的编程，可实时对机器人发送程序指令进行控制。在此模式下，机器人重新开机后编写的程序不再生效。注意：进行在线编程前，需在mBlock软件中完成“安装固件”操作。
让mbot机器人动起来
mBlock中有两种编程模式，在线编程和离线编程。
新知讲解
离线编程：在Arduino模式下编程后，通过程序“上传至Arduino”的方式，使机器人完成代码指令以实现脱离计算机运行。在此模式下，机器人重新开机后，编写的程序仍然生效。
让mbot机器人动起来
mBlock中有两种编程模式，在线编程和离线编程。
新知讲解
在线编程需要经过通讯协议，离线编程则是直接运行主控板中的程序，对于相对复杂的程序，离线编程的执行效率比在线编程的执行效率高。
让mbot机器人动起来
mBlock中有两种编程模式，在线编程和离线编程。
新知讲解
自主探索
学习任务：让机器人小车前进、后退。
让mbot机器人动起来
通过mBlock编程软件，编写一个能控制mbot机器人运行前进、后退的程序，并离线执行。
1.连接mbot机器人。
2.编程设计：编制如图1-3-5所示的脚本。
3.将程序上传到Arduino。
4.执行脚本。
图1-3-5 mbot前进后退的脚本
自主探索
议一议
让mbot机器人动起来
执行脚本时，可能会发生以下情况：给mbot发送前进指令时，机器人做出后退的动作，发送后退指令时，机器人做出前进的动作；或者给mbot发送指令时，机器人是曲线行走而非直线行走，这是为什么呢？
图1-3-6 改进脚本
自主探索
练一练
让mbot机器人动起来
讨论分析mbot小车出现以上状况的原因，并进行修改。
1.mbot小车执行相反指令的原因：解决方法：
多数情况是两个电机的接线插反了，在主板插口上将电机线对调即可。
2.在确保mbot小车车轮安装正常到位的情况下，执行如图1-3-6的脚本，观察结果，考虑为什么mbot小车现在能够直线行走了。原因是：
在mBlock里面（以下程序基于mBlock3编写）对小车进行编程矫正速度差：在程序上给两个电机设置不同的转速，可以让小车走直线。
自主探索
实践与提高
让mbot机器人动起来
1.分组探究完成：编写程序让mbot小车走出“L型”轨迹。（提示：通过改变mbot右转的速度和等待时间来调试右转的角度，一般需要多次尝试才能调整到合适的角度）
2.有兴趣的同学在完成上一个任务的基础上，修改程序让mbot小车走出正方形的轨迹。
拓展延伸
Makeblock的扩展电子模块
拓展延伸
mBot的控件库包括10类几十种控件，非常完备。有显示、声光、运动、感知等等交互时间，能控制机器人做出各种动作；有触发事件、控制条件和运算法则，让机器人知道该在什么情况下做什么事；甚至能进一步进行复杂的编程。
课堂总结
这节课我们学习了如何让机器人动起来，了解了mCore控制板和mBlock的编程环境，在实现简单编程的同时试着让我们自己组装的机器人动起来，并实现行走，在培养动手能力的同时增加了动脑的环节，实践了如何在自己编程的基础上使机器人活动。
板书设计
认识mBlock软件环境
让mbot机器人动起来

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