2019年11月16日 星期六

[micro:bit] 蒸汽彼特(STEAM on micro:bit)之創意發明王養成班教材II──主題8:小彼特玩樂器

蒸汽彼特(STEAM on micro:bit)之創意發明王養成班教材II──

主題8:小彼特玩樂器


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Nov. 11, 2019
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難易度

★★☆☆☆

主題


設計自己喜歡的樂器外形並譜寫演奏的曲子。

任務

莫札特是小彼特的摯友,小彼特要親自演奏一曲送給他作為堅固友誼的見證。
樂器外型上導電膠帶作為迴路的接觸端點,手指輕碰即依序演奏曲子的單個音階,並搭配灯條燈光變化

材料

編號 品名 單位
1 小彼特主板
2 電池盒(四號,二入,含蓋)
3 WS2812B燈條組(十顆)
4 杜邦線組(五條,公公,30 cm)
5 魔鬼氈組(10 cm)
6 電池組(三號/四號,四顆)
7 鱷魚夾組(五條)
8 透明膠帶
9 導電膠帶
10 瓦楞紙板/PP板/木板…

造形設計

在稿紙上先畫出自己喜歡的樂器外形(上網Google一下,https://reurl.cc/nVlv11),再利用板形材料裁切好。請參考以下學員們的若干作品:







功能設計=硬(電路設計)+軟(程式設計)

根據小彼特急急棒(https://reurl.cc/oDKylq小彼特鋼琴王(https://reurl.cc/oDKVmq導電原理,我們希望能做出像人體樂器(https://reurl.cc/EKb6E0的效果。
電路設計如圖所示:
另一方面,程式設計参考樣版之步驟為:
  1. 設計曲子:挑選一首自己喜歡的曲子(https://reurl.cc/lLayZA)再利用Make Code相關音階積木把它譜出來。例如:小星星,
    。其中,我們把一整首歌的音階以song這個陣列(array)https://reurl.cc/mdkR9V)來存放。
  2. 設計導電觸發事件處理:當兩極導電時一次播一個音階。為了讓音階能重覆播放,我們使用數學的餘數(remainder)概念來計算要循環取出的音階索引(index)i,
  3. 設計燈條顯示樣式:燈條的控制很簡單,只有初始化(initialize,init)宣告設定點亮樣式(patterns)。前者需設定小彼特以何接腳連接燈條(例如:P2)及燈條上LED的顆數(例如:6)。請留意這個數字一定要設的和實際個數完全相同,否則會有誤動作產生。
    後者可設定諸如流水燈(https://reurl.cc/24l6D9)等特效(在此例中我們僅以閃爍藍色燈示意之)
  4. 參考的參程式碼如https://reurl.cc/EKb1jk
    MicroPyhon版(https://reurl.cc/GkaMlv)參考程式為:

from microbit import *

import music



tune = ["C4:4", "D4:4", "E4:4", "C4:4", "C4:4", "D4:4", "E4:4", "C4:4",

        "E4:4", "F4:4", "G4:8", "E4:4", "F4:4", "G4:8"] #Ex13
i=0

while True:
    if pin1.is_touched():
       music.play(tune[i])
       i=(i+1)%14


教學活動設計

  1. 來電一下:和大街上的陌生朋友一起「同奏」,先演奏完整首曲子者獲勝。
  2. 廣播點歌:結合廣播(https://reurl.cc/ObR5r7)功能,將本作品擴充為無線廣播點唱機
  3. 請你跟我這樣玩:1(https://reurl.cc/0zRmmb)、2(https://reurl.cc/zyOlZ6)。

延伸學習

  1. 參考這個日本在2011出的商品(https://reurl.cc/alMZGY,想想我們設計的小彼特版要如何擴充,使得它可以播一首以上的曲子。
  2. 如何讓小彼特也有好音色呢?試試這款外掛的MP3播放模組(https://reurl.cc/72b47d)。
  3. 把鄭老師的3D模型(https://reurl.cc/5gX4Gv)修改成小彼特版印出來也很好玩喔!(https://reurl.cc/D1Y4dE
  4. 小彼特還可以做出哪些好玩的樂器呢?官網上有個專案範例(https://reurl.cc/Vam07R)可以玩玩看。或者也可以看看以下這兩個作品: 

積木指標

Basic、Arrays、Input、Neopixel、Logic、Math、Variables

編程指

循序結構(sequence structure)非同步事件處理(asynchronous event handling)

硬體指

導電帶、鱷魚夾。

STEAM指標

STEAM。

和108課綱的對照(以國中端為例)

      • 科技領域核心素養科-J-B3 了解美感應用於科技的特質,並進行科技創作與分享。
        • 科技領域/資訊科技學習重點
          • 學習表現設c-V-2 能運用科技知能及創新思考以設計並實際製作科技產品。
          • 學習內容:資P-IV-3 陣列程式設計實作。

        参考資料
        1. 六種授權條款