Programmering koppla och koda med. Makey Makey

Transkript

1 Programmering 4-6 -koppla och koda med Makey Makey

2 Innehåll o o o o o Vad är Makey Makey?... s4 Hur fungerar Makey Makey?.. s5 Innehåll.. s8 Vad är vad? s9 Ordlista.. s11 o o o o o o o o o Övningar till Makey Makey.. s12 Övning 1 Elektrisk ledningsförmåga.. s13 Övning 2 Bananpiano s15 Övning 3 Koppla och skriva.. s17 Övning 4 Koppla, peka och klicka. s18 Övning 5 Digital teckning: programmera i Scratch.. s19 Övning 6 Spela in egna ljud i Scratch. s23 - Ljud i Scratch. s24 - Skapa användare till Scratch. s26 Övning 7 Gör en spelkonsol. s28 Övning 8 Rita och programmera i Scratch. s29 2

3 Lärarhandledning till Makey Makey 3

4 Vad är Makey Makey? Makey Makey är ett koncept där du använder elkomponenter för att åstadkomma ljud, ljus eller rörelse. Konceptet består av ett kretskort, en USB-kabel och ett antal krokodilklämmor. Med den här enkla kopplingen kan du bygga ditt eget tangentbord eller spelkonsol för att till exempel spela spel eller komponera ihop egen musik med hjälp av spännande material. Passar också perfekt om du vill undersöka sluten strömkrets. Makey Makey passar alla åldrar och uppmuntrar elever att våga testa och använda sin fantasi. Byt ut tangentbordet och använd små skedar istället. Spela upp en melodi med hjälp av bananer. Koppla Makey Makey till datorn via USB, och koppla sedan krokodilklämmor mellan Makey Makey och ett ledande föremål, till exempel en banan. Jorda dig själv genom att hålla en krokodilklämma kopplad till Makey Makey i handen, och vips så kan du styra datorn med bananen! Makey Makey är ett lekfullt och förhållandevis enkelt material som går att använda för olika projekt när du vill koppla den fysiska världen till ett digitalt skapande. Det är ett kraftfullt och lekfullt verktyg för att utforska och skapa förståelse för elektricitet och elektriskt ledande föremål. 4

5 Hur fungerar Makey Makey? Hjärtat av Makey Makey är dess Arduino-kretskort. Makey Makey ansluts till datorn via USBkabel (se den röda sladden). Sex "tangenter" kan tryckas ner samtidigt (samma begränsning som ditt vanliga tangentbord har) Framsidan har sex kontakter, som i sitt standardläge är kopplade till piltangenterna, mellanslags-tangenten och vänster musknapp. Baksidan har tolv kontakter som i sitt standardläge är kopplade till tangenterna WASDFG och sex musrörelser (höger, vänster, uppåt, neråt, vänsterklick, högerklick). Makey Makey är kompatibel med den öppna hårdvaran Arduino, vilket bland annat innebär att den kan programmeras via datorn för att till exempel koppla vilken kontakt som helst till vilken tangent som helst, tända lampor eller till och med driva motorer. Makey Makey fungerar med Windows, Mac OSX och Linux 5

6 Hur fungerar Makey Makey? Grundläggande instruktion som är nödvändig för alla övningar och projekt du skall göra. 1. Koppla ditt kretskort till datorn genom USB-kabeln. 2. Koppla en eller flera kablar med krokodilklämma till en funktion på kretskortet och till ett föremål eller material. 3. JORDA strömkretsen! Anslut sedan en kabels ena änden till kretskortet med en krokodilklämma vid jord (earth). Håll den andra änden av kabeln med din hand och nu fullbordar din kropp kretsen, om du släpper kabeln fungerar ingenting. Detta ger en god inblick i hur en strömkrets fungerar. 6

7 Hur fungerar Makey Makey? Elektrisk spänning, och hur det fungerar Möjligtvis har du hört att ett batteri eller ett vägguttag har ett visst antal Volt (spänning). Detta är enheten för spänning i den elektriska potentialen som produceras av ett batteriet, eller strömkällan som ditt vägguttag är anslutet till. Volten finns där tillgängligt att använd men det finns en hake: för att elektricitet skall kunna utföra något arbete behöver den kunna röra sig. Det är ungefär som en uppblåst ballong: om du nyper igen den så finns luften fångad där inne och det är inte förrän du släpper taget som luften släpps ut. Till skillnad från luft som kommer ut ur en ballong kan elektricitet bara flöda genom material som kan leda elektricitet, exempelvis koppartråd. Om du ansluter en kabel till ett batteri skapar du en möjlighet för elektricitet att flöda men om kabeln inte är ansluten till något annat kommer den inte att ha någonstans att ta vägen, och kommer inte att röra sig. Hur rör sig elektricitet? Elektricitet vill flöda från en högre spänning till en lägre spänning. Detta är exakt som ballongen: trycksatt luft i ballongen (högre tryck) vill flöda ut, utanför ballongen (lägre tryck). Om du skapar en ledning mellan en högre spänning och en lägre spänning, kommer att elektricitet flöda genom ledningen. Och om du kopplar in en LED-lampa längs vägen, kommer den att lysa 7

8 Innehåll Vad finns inuti lådan? 1 Makey Makey 1 USB-kabel 7 krokodilklämmor (till kontakterna på framsidan) 6 kopplingstrådar (till kontakterna på baksidan) 1 Instruktionsblad på engelska 8

9 Vad är vad? Pil upp Pil höger Musklick (vänster) Pil vänster Pil ned JORD Mellanslag Här ovan ser du vad de olika fälten betyder och hur det erbjuder många möjligheter till att koppla och styra din dator. Det betyder att du kan använda Makey Makey vid programmering. På det viset kan du använda kretskortet som en styrning för olika kommandon eller som en datormus vid exempelvis blockprogrammering 9

10 Vad är vad? USB-kontakt Tangentbord (W,A,S,D,F,G) Mus (upp, ned, vänster, höger, klick V, klick H) JORD 10

11 Ordlista Sluten krets: en fullständig krets som gör att ström kan flöda. Sluten krets Elektricitet flödar Öppen krets: en krets som inte är fullständig, ingen ström kan flöda. Öppen krets Ingen elektricitet flödar Elektron: del av en atom och bärare av elektricitet Ledare: ett objekt eller typ av material som möjliggör flödet av elektrisk ström i en eller flera riktningar Isolator: ett objekt eller material som inte leder elektrisk ström, inga elektroner kan transporteras genom det. Jord: i elektroniska styrsystem kan "Jord" (Earth) används som beteckning på de ledare som återför elströmmar så att kretsen blir komplett (i Makey Makey är det du som är jord) 11

12 Övningar till Makey Makey 12

13 Övning 1- Elektrisk ledningsförmåga Elektrisk konduktivitet 1. Elektricitet är rörelse av elektroner från en atom till en annan, det gör att de flyter genom ett material såsom ståltråd. Elektronerna flyter inte lika bra genom alla sorters material. "Konduktivitet" är den term som beskriver hur väl ett visst material tillåter elektroner att flyta genom det. Visa hur du gör ett test: koppla USB-kabeln till datorn, sedan ett materialet till en kabel med krokodilklämma, sätt fast den andra änden av kabeln på något av kretskortets fält. När du sedan trycker på det inkopplade materialet skall det blinka till på kretskortet vid den funktion som du kopplat in. Om det inte gör det så betyder det att materialet inte leder ström. 2. Dela in eleverna i små grupper (2-3 st) och låt de sedan fundera över olika materials ledningsförmåga och ställa upp hypoteser som de sedan testar med hjälp av Makey Makey. 3. Tabellen på sid 14 i lärarhandledningen är ett underlag till detta och presenterar material som de flesta elever har en relation till. Låt eleverna först fundera, sätta kryss och sedan testa sin teori med hjälp av Makey Makey. Det är också en del av en vetenskaplig arbetsgång (hypotesexperiment-dokumentation-slutsats) 13

14 Elektrisk ledningsförmåga Elektrisk ledningsförmåga JA NEJ VET EJ Folie (metall) Mynt (metall) Linjal (plast) Penna (trä) Vatten Gem (metall) Suddgummi (gummi) Övning 1 14

15 Övning 2 - Bananpiano Börja med demonstration av en elektrisk krets 1. Många unga elever vet att en strömbrytare tänder och släcker lampor men ofta sitter den på väggen och vad som sker är dolt. Använd detta för att introducera konceptet att: elektricitet måste flöda i en obruten cirkel/krets för att få något att fungera. Förtydliga förklaringen genom att eleverna står i en cirkel och håller varandra i handen och låtsas att de är en kabel i väggen. Ljuset är på. Bryt cirkeln genom att släppa en persons hand (strömbrytaren). Ljuset är avstängt. Här kan det vara bra att någon släcker belysningen i det rum ni befinner er i när cirkel bryts och tänder när cirkeln sluts igen. Berätta för eleverna de kommer att göra Bananpianon genom att skapa elelektriska kretsar. 2. Gå till på varje dator som skall användas. 3. Numrera bananerna och gör pilmarkeringar som motsvarar piltangenterna på de fyra första pianotangenter. Markera även en banan med ett S, som betyder mellanslag (Space). Detta kommer att hjälpa eleverna att koppla ihop sina egna bananpianon 4. Markera också på bananerna var eleverna skall koppla in krokodilklämmorna. Förslagsvis kopplas dessa in i en ände av bananerna så att eleverna kan spela på den andra änden (se bild). s Övning 2 15

16 5. Demonstration Du kan i förväg byggt ett bananpiano och visa eleverna hur du håller i jordledningen och sedan spelar varje not/ton på de olika bananerna som är kopplade till respektive not/ton. Använd alltid den grå ledningen som JORD. Detta hjälper om du skall felsöka eftersom du då har ordning på vilken som är jord och vilka kablar som styr andra funktioner. 6. Konstruktion Koppla isär ditt demo-exemplar och låt sedan eleverna få konstruera sina egna bananpianon, hjälp till vid behov men uppmuntra också till sammarbete. 7. Utmaning Utmana eleverna att spela Björnen sover via sitt bananpiano. De kan också experimentera fritt med andra melodier. 8. Avsluta Byt ut bananerna mot andra elever. De håller i en kabeln med ena handen och den som spelar trycker på den andra handen. Nu skall de bli olika toner för de olika eleverna. Testa att spela Björnen sover nu. Bananpiano Elevpiano Övning 2 16

17 Makey Makey 3 Koppla och skriva Skriv utan att röra tangentbordet. 1. Det finns en hel del olika möjligheter att koppla Makey Makeyn till olika föremål och funktioner. I den här övningen skall du skriva i ett Word-dokument via Makey Makey. Det innebär att du behöver koppla in en eller flera av de korta vita kabalarna som följer med. Dessa kopplas in på baksidan av kretskortet där det finns konsoller att sticka in änden i. Det är ett begränsat antal bokstäver som kan användas men det ger också en utmaning: vilka ord kan skrivas? På svenska och på engelska? 2. Koppla in de korta vita kablarna på baksidan av kretskortet i kosollen som har en bokstavsbeteckning till vänster. WASDFG 3. Fäst sedan de längre kablarna som har krokodilklämmor i de korta vita. 4. Nu är det dags att hitta föremål att fästa i den andra sidan av kablarna med krokodilklämma. Här kan du använda skedar, lera eller något annat material som leder elektricitet och som du kan vidröra. Glöm inte att JORDA med en kabel. Koppla kretskortet till en dator 5. Öppna ett tomt Word-dokument och skriv de ord som du kan komma på. 6. Hur gick det? Vilka ord gick att skriva på det här viset? Delge varandra. saga, gas, fas, dass, was, dagg, saw, fasa, fas, sagga, saga, dag, sad, was, saw, saga gas, fas, dagg, was, fadd, dag, saw, saga, gas, fas, dass, fadd, was, saw, saga, gas, fas, dass, gassa, gasa, sagga, fadd, fasa,saw, fasa, fas, sad, was, saw, saga, gas, fas, gadd, dagg, dag, saga, gas, fas, dass, was, dagg, saw, fasa, fas,dag, saga, dag, sad, was, saw, saga gas, fas, dagg, wasa, fadd, dag, saw, saga, gas, fas, dass, fadd, wasa, saw, saga, gas, fas, dass, gassa, gasa, sagga, fadd, fasa, saw, fasa, fas, sad, was, saw, saga, gas, fas, gadd, dagg, dagsaga, gas, fas, dass, was, dagg, saw, fasa, fas, dag, saga, was, saw, saga gas, fas, dagg, was, fadd, dag, saw, saga, gas, Övning fas, dass, 3 fadd, was, saw, saga, gas, fas, dass, gassa, 17

18 Makey Makey 4 Koppla, peka och klicka Konstruera en mus till datorn 1. Nu skall du koppla kretskortet till andra funktioner. I den här övningen låter du Makey Makeyn bli din datormus som innebär att du kan styra din muspekare: upp, ned, höger, vänster. Du kan också använda klickfunktionen, både vänsterklick och högerklick. Testa att göra olika saker med din nya datormus. Gå ut på webben till en sida, växla bild i en Powerpoint-presentation, öppna ett dokument etc. 2. Koppla in de korta vita kablarna på baksidan av kretskortet i kosollen som har beteckningar: A0, A1, A2, A3, A4 och A5 3. Fäst sedan de längre kablarna som har krokodilklämmor i de korta vita. 4. Nu är det dags att hitta föremål att fästa i den andra sidan av kablarna med krokodilklämma. Här kan du använda skedar, lera eller något annat material som leder elektricitet och som du kan vidröra. Glöm inte att JORDA med en kabel. Koppla kretskortet till en dator 5. Tänk ut några olika saker du vill testa med din nya datormus 6. Hur gick det? Var något svårt? Delge varandra. Övning 6 18

19 Makey Makey 5 Digital Teckning: programmera i Scratch Programmera händelser i Scratch 1. Makey Makey kan också bli en del av en programmeringskedja. Ett sätt att göra detta på är att programmera i webbgänssnittet Scratch. Det är ett bra sätt att få inblick i vad programmering handlar om och innehåller blockprogrammering. Det bygger på att foga samman olika block som har olika funktioner. Istället för att skriva egen kod, som från början kan vara ganska komplext, klickar programmeraren ihop blocken i ett steg-för-steg-upplägg, ungefär som ett pussel. Blockens funktioner går ofta att designa själv genom att förändra värden eller byta text i textfälten. Med de olika blocken kan du sen bygga ihop en sekvens (steg för steg), selektioner (valsituationer) samt loop (upprepningar). Det är tre viktiga delar att närma sig för att lära sig grunderna i programmering 2. Låt eleverna rita en människa. Använd A3-papper och rita så att människokroppen tar upp hela papperet. 3. Sätt fast metallgem vid mun, näsa, hand och fot. 4. Gå till websidan och klicka på knappen uppe till höger. (se inuti) Nu ser du hur händelse-block i Scratch är kopplade till tangentbordet. Du kan testa att trycka på piltangenterna på ditt tangentbord och höra vad som händer. Övning 5 19

20 5. Koppla den ritade bilden till kablar med krokodilklämma som sedan kopplas till Makey Makey-kortet vid pilmarkeringar. Se till att rätt kabel kommer på rätt plats på teckningen. Se på blocken i Scratch vad det står inuti rutan. Prova att förändra funktionen eller lägg till nya block för andra funktioner. Se sid 22 för mer information var du hittar olika typer av block och hur Scratch är uppbyggt. Det är på det här sättet du programmerar i Scratch. 6. Jorda dig själv. 7. Tryck sedan på respektive ställe på teckningen. Nu skall du höra ett skratt vid munnen, en nysning vid näsan, fingersnäpp vid handen och fotsteg vid foten. Om så inte är fallet så kontrollera att rätt kabel går till rätt gem och att krokodilklämmorna sitter fast bra, så att det blir en sluten krets. Övning 5 20

21 Makey Makey 5 Programmera i Scratch 1. Välj ett händelseblock 2. Koppla det till ett ljud 3. Programmera fler händelser på samma sätt. Övning 5 21

22 Makey Makey 5 Grunderna i Scratch Miljön i Scratch är indelad i några olika områden. Överst till vänster har du en yta som kallas scen. Under den visas de sprajtar (figurer) som du har att arbeta med. Längst till höger visas de skript som är kopplade till en vald sprajt, och i mitten har du ett bibliotek med de olika skript som finns att använda, indelade i avdelningar med olika typer av block. Block Du kan tänka på Scratch som en teater. Teatern har en scen där allting utspelar sig. Scenen kan byta dekor (bakgrund) och på scenen ställer sig en eller flera skådespelare (sprajtar) för att agera. Skådespelarna agerar enligt sitt manus (skript). För att starta Scen skådespelet trycker du på : För att datorn ska kunna utföra dina Skriptyta instruktioner och programmet ska köras som du tänkt dig behöver du koppla ihop dina sprajtar med olika Sprajt block till ett skript och placera dem på scenen. Du kan se vilka skript som är kopplade till en sprajt genom att antingen klicka på sprajten i din sprajtlista eller genom att dubbelklicka Grunderna i Scratch, är en bearbetning av: på en sprajt som är placerad på scenen. 22

23 Övning 6 Spela in egna ljud i Scratch Spela in ljud som du styr med Makey Makey 1. För att skapa egna projekt och programmera i Scratch behöver du skapa ett användarkonto. Se sid 26 i lärarhandledning hur du skall gå tillväga för att skapa ett användarkonto. När det är klart så öppnas det många fler möjligheter att själva bestämma hur Makey Makey kan användas för att koppla och koda. Det finns också möjligheter att använda andra redan förinspelade ljud eller ladda upp ljud som du har på din dator. Mer om det ser du på sid 24 i lärarhandledningen. På det här viset kan du kombinera egna ljud med redan inspelade för att programmera händelser som du kan styra med din koppling. 2. Öppna ljudmenyn 3. Här får de flera alternativ att arbeta med 4. Välj symbolen som ser ut som en mikrofon 5. Nu kan du spela in egna ljud som du sedan kan lägga in i ljudblock i Scratch 6. Det är datorns mikrofon som tar upp ljudet så här kan det behövas ett samarbete i klassrummet så att inte hela ljudmiljön spelas in, testa er fram vad som fungerar. En grupp i taget eller sprid ut er på så stor yta som möjligt? Övning 6 23

24 Ljud i Scratch Det finns mycket mer du kan göra med ljudblocken i Scratch. Klicka på kategorin Ljud så ser du att här finns många block som har med instrument och taktslag att göra. Hur får du fler ljud i Scratch? Jo, över blockkategorierna finns tre flikar. Först har du Skript, och det är den som är vald när du startar Scratch. Nästa kategori heter Klädslar och den gås igenom om lite senare, för just nu är det Ljud som är intressant. Klicka på den. Här ser du nu ljudet meow som kommer förladdat i Scratch. Du ser hela ljudet som en ljudvåg och du kan lyssna på det genom att trycka på play-knappen. När du vill ha fler ljud i Scratch använder du den lilla menyn som nu har ersatt blockkategorierna och där finns tre knappar att välja mellan: Ljud i Scratch är en bearbetning av: 24

25 Den första knappen låter dig ladda in ett ljud från Scratch inbyggda ljudbibliotek Den andra knappen låter dig spela in ett eget ljud med datorns mikrofon Och den tredje knappen låter dig ladda upp en ljudfil från din egen dator. För tillfället ska du försöka att hitta ett ljud från Scratch medföljande ljudbibliotek, så tryck på den första knappen, den som ser ut som en högtalare. Ladda in ljud från det medföljande biblioteket Du får upp en lista på massor av ljud, och till vänster har du möjlighet att filtrera ljud efter olika kategorier. Klicka på Instrument i listan till vänster. Genom att trycka på den lilla play-knappen bredvid varje ljud kan du provlyssna på alla ljuden. Du kan använda det ljud du vill genom att dubbelklicka på det ljudet, eller klicka på det en gång för att markera och sen på knappen OK längst ner till höger. När ljudet laddats hamnar det i ljudlistan under meow som ju redan låg där innan. På det här sättet kan du ha massor av ljud inne i Scratch och använda dem vid olika tillfällen i dina program. Ljudet Horse laddat 25

26 Skapa användare till Scratch 1. Gå till och klicka på Gå med Scratch 2. Då kommer du till nästa steg där du väljer ett Scratch användarnamn 3. Här fyller du i de uppgifter som efterfrågas 26

27 4. Nu har du skapat ditt Scratch-konto och får det verifierat i ett mail till den mailadress du angav.. 5. Bekräfta ditt konto genom att klicka på länken som följde med i mailet du fick av: no-reply@scratch.mit.edu 27

28 Makey Makey 7 Gör en spelkonsol Spela ett onlinespel med fötterna 1. Som nämnts tidigare så kan Makey Makey bli en del av en programmeringskedja. Ett sätt att göra detta på är att programmera i webbgänssnittet Scratch. Det är ett bra sätt att få inblick i vad programmering handlar om och innehåller block-programmering. Det bygger på att foga samman olika block som har olika funktioner. Istället för att skriva egen kod, som från början kan vara ganska komplext, klickar programmeraren ihop blocken i ett stegför-steg-upplägg, ungefär som ett pussel. Blockens funktioner går ofta att designa själv genom att förändra värden eller byta text i textfälten. 2. Koppla din Makey Makey till piltangenter och till mellanslagstangenten. 3. Tejpa fast bitar av metallfolie på golvet som du fäster kablar i och sedan trampa på dessa med fötterna, barfota. 4. Gå till websidan Här väljer du spelet Konstsim för hajar eller något annat spel som bygger på samma koncept (att styra via piltangenter/mellanslag) Nu har du skapat en spelkonsol som du kan styra spelet med. 5. Nu kan du använda fysisk aktivitet för att styra över datorn och spela. Övning 7 28

29 Makey Makey 8 Rita och programmera i Scratch Rita och programmera i Scratch 1. Nu när du lärt dig hur du kan programmera via Scratch så är det dags att göra en lite mer avancerad kod och rita direkt i webbgränssnittet. Det finns ett skapat projekt som du kan gå i och börja arbeta med, men testa även efter ett tag att förändra värden och även byta block för att skapa egna varianter av det som redan finns tillgängligt, var kreativ. 2. Sätt fast kablar med krokodilklämma på Makey Makey-kortet (pil upp, pil ned, pil höger, pil vänster och mellanslag) 3. Sätt fast två korta vita kablar på baksidan vid: A och W. 4. Fäst sedan dessa i något ledande material som du kan vidröra 5. Gå till websidan och klicka på knappen uppe till höger. (se inuti) Nu kan ser du hur olika block i Scratch är kopplade till piltangenter, mellanslag och till A och W Övning 8 29

30 6. Rita genom att trycka på de föremål/material du kopplat till Makey Makey-kortet: Pil upp, Pil ner, Pil Höger, Pil Vänster. Använda det du kopplat till A för att klona/dubblera och det du kopplat till W för att gömma figuren(svarta cirkeln). Mellanslag suddar allt du gjort. a= klona/dubblera w = Göm figur Mellanslag= sudda allt 7. Jorda dig själv. 8. På sid 31 i lärarhandledningen kan du se en överblicksbild över hur blocken är kopplade Rita = pil upp, pil ner, pil höger, pil vänster A = klona/dubblera W = göm figur Mellanslag = sudda allt Övning 8 Orginalprojekt av techkim på scratch 30

31 Makey Makey 8 Rita och programmera i Scratch Övning 8 31