Micro:bit Blockly PBL教材[1]
主題7-1：植物監控（Plant Monitoring）
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Dec. 4, 2017
[2]前言
小彼特在智慧植栽上的應用在網上共有兩篇實作：植物監控（Plant Monitoring）與植物澆灌（Plant Watering）。我們試图用在地材料來實現這個主題。本單元即為前者的實際施測教學文章。後者的甞試請見此文。
任務
與接線图
接KSB034、OLED、土壤溼度感測器時，請以元件上標示的腳位接線。例如：土壤溼度感測器的S腳接至KSB034的P1腳
。（學會看元件上的接腳標示是接對線的第一步！）
。（學會看元件上的接腳標示是接對線的第一步！）| No | 品項 | 數量 | 單位 |
1
|
Micro:bit主板
|
1
|
塊
|
2
|
Micro USB／USB傳輸線
|
1
|
條
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3
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KSB034 micro:bit
Basic Extension Board
|
1
|
塊
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4
|
OLED（Organic Light Emitting Diodes，有機發光二極体）
|
1
|
個
|
5
|
土壤溼度感測器（Moisture sensor）
|
1
|
個
|
6
|
蜂鳴器（buzzer）
|
1
|
個
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7
|
彩色杜邦雙頭線(母／母)，20 cm
|
3
|
條
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8
|
彩色杜邦雙頭線(公／母)，20 cm
|
6
|
條
|
9
|
麵包板
|
1
|
個
|
10
|
收納盒
|
1
|
個
|
11
|
USB公5V電源接頭
|
1
|
個
|
上表中
3 KSB034
。我們找的4和5的元件都是Arduino用的，一來价格較便宜，二來隨手可得。如使用元件有吃5V電源問題，我們自製11的接頭使用雙電源共地法（3.3V與5V共存，但記得接地準位要接在一起）輕鬆破解它。
4 OLED
。5 土壤溼度感測器
。11 自製USB 5V杜邦電源線
。
解說
當土壤溼度感測器的測值小於預設的門檻植50時，在OLED和小彼特的5×5LED奌矩陣上同時顯示感測到的溼度數值；否則，在OLED上輸出植物溼度良好訊息。本單元使用台灣在地能取得的材料來實現Tinkercademy的原廠教材。匯入原廠擴充積木（extension blocks）套件（package）後
，依套件式教學法將知识個別拆解（knowledge decomposition）。本單元整個知识图譜為：植物監控=蜂鳴器+OLED+土壤溼度感測器。
- 蜂鳴器：
由橘色的音樂積木抽屜（Code Drawer）拉出單音（tone）積木後，我們就會看到即時模擬器跳出的參考接線图
。此图預設是將P0接腳接到耳機的TRS端子（Tip-Ring-Sleeve connector）[4]，我們改成將小彼特的P0腳接到蜂鳴器的正極（長腳）、GND腳接到蜂鳴器的負極（短腳）。 - OLED：
從紫色的OLED擴充積木抽屜
中拉出OLED初始畫面大小設定與在它上面顯示字串的積木。 - 土壤溼度感測器：
從螢光綠的Tinkercademy擴充積木抽屜
拉出取用接在小彼特P1腳上土壤感測器的讀數、秀在小彼特的板載LED上，並依門檻值顯示相関訊息到OLED上。
硬体教學
做電路實驗時，一般會以直接（hardwired）或麵包板接線來測試功能是否正確。待測試完成後，我們可用洞洞板來焊接成電路板
或自己洗電路板。
之後若有大量製造的需求，我們可送請廠商幫忙製作PCB（Printed Circuit Board，印刷電路）。
當然，如果生意做很大的話，開成專用的ASIC（Application-Specific Integrated Circuit，特殊應用積体電路）是再方便也不过的了！
教學經驗分享
在實際教學上，教學者需要修練最高段的教學忍功心法：不先告訴學員要不要拆解、如何拆解，就誏他們親身去經歷，之後再經驗分享。這時通常我們會有機會聽到讚嘆声：原來还有這招喔！老蘇，你偷藏步（台語）。筆者在教Arduino藍牙自走車時曾遇过一位學員，請大家先接左輪測試馬達，會動之後再測右輪。最後再測藍牙模組。
這位老兄完全沒在鳥我，蒙著頭就狂接線，接完不會動後就舉手求援。幫忙查幾條線並指出錯誤後，就請他依線路图重新再一條一條接線对照。
不到五分鐘後，他又舉手說車不會動。筆者和其分享：電路很笨滴，通常要每條路都打通了它才會正常工作。就請他再多看幾遍，自己查完線後再找旁邊的同學協助。
过了一會，他又舉手，嘴裡还一直mur mur說：那就不會動啊！
筆者再重頭一條一條線清查，还是發線有接錯的地方。再指出錯接處後，仍是老招：自己再重新查線。
隔週一上課，此生又立刻舉手說他查了上百次線，車还是不會動。這次筆者就給他一個选擇題：全部拆線，一個模組接完、測試成功後再接另一個模組、再測試…再接…再測試…；或者，在他那堆違章建築的線路裡，先查左輪接線、測試，再查右輪接線、測試，再查藍牙模組接線、測試。
聽完筆者的建議後，他決定打掉重練，但…虛心接受，決心不改：还是一卡車的線唏哩呼嚕地猛接，接完後又再舉手說車不動。
這次筆者狠下心來，請他自理，不再幫忙查線。
就這樣过了兩節課，車子依然是屍体一部。
最後一堂課時，他眼看就要開天窗了，就用一股屎臉不時的瞄著筆者瞧。筆者已是吃了銔鉈鐵了心，說好不幫查線就不幫。
結果，他眼巴巴的看到求助無門，只好再孤注一擲地查最後一次線。而就在他東摸摸、西碰碰，這裡指指、那裡指指時，突然天雷一聲響：輪子轉起來了！──筆者在旁故做鎮靜，心裡OS：終於～。教學之路果然漫長！
後記：本例為真實案例改編，離高段忍功教學法尚有一大段距離。也以此自勉，再接再勵：不教，比教还難也。雖曰未教，學已在其中矣！（這其中有很深的教育哲學，也就是教之道也～）[5]
教學活動設計
- 若您照著我們給的接線图一一接妥測試後會發現OLED會有「凍顯」的狀況。請利用我們特製的USB公5V杜邦電源線，使用雙電源共地法（即此接頭的正極接至OLED及壤溼度感測器的正極，接頭的負極和其他接線的GND連在一起）再重測之。
- 本單元成功的以在地材料實現了植物監控，目前監控的參數只有土壤溼度一項。試著查閱相關資料，實作出某些植物的多項監控數植，誏植物們頭好壯壯啰！
和108課綱的对照
- 學習表現：生k-IV-1 能了解科技本質、科技系統與設計製作的基本概念。
- 學習內容：生N-IV-2 科技的系統。
参考資料：
- 本PBL教材皆採：任務、解說（含筆者多年教學經驗分享）、教學活動設計三大段的寫作架構撰文。
- 六種授權條款。
- 感謝香港課室（CLASSROOM）借用材料研發。
- Make Code之所以指示我們用耳機來聽聲音是有其用意的。小彼特的設計理念是希望達成編程普及與縮短數位落差，故而以有限的硬体來達成無限的（編程）創意（吾人喚之為限制型創意）。也就是說想聽小彼特唱歌怎麼辦？耳機，足矣！
- https://www.facebook.com/groups/1958667900816453/permalink/2287728424577064/。
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