เรียนรู้กับครูช้างขุนช้าง.ไทย - บทที่ 1 สนุกคิดกับKidbright

บทที่ 1 สุนกคิดกับKidBright
จุดประสงค์การเรียนรู้
1. เขียนโปรแกรมแสดงผลบนหน้าจอแสดงผล LED
2. เขียนโปรแกรมที่มีการตรวจสอบเงื่อนไข โดยใช้ if และ if - else
ตัวชี้วัด ออกแบบและเขียนโปรแกรมอย่างง่าย เพื่อแก้ปัญหาทาง คณิตศาสตร์หรือวิทยาศาสตร์

บอร์ด KidBright

KidBright คือ บอร์ดสมองกลฝังตัว (Embedded Board) เสมือนคอมพิวเตอร์ตัวเล็ก ๆ ที่มีไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) สามารถรับข้อมูล ประมวลผล และสั่งงานเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ตามที่เราต้องการได้
KidBright ถูกออกแบบมาให้ใช้ง่าย และประยุกต์ใช้งานได้หลากหลาย ด้วยส่วนประกอบต่าง ๆ ที่เป็นมิตรต่อการบูรณาการ ไม่ว่าจะเป็นจอ LED ลำโพง เซนเซอร์วัดอุณหภูมิและแสง รวมไปถึงช่องเชื่อมต่อเซนเซอร์ภายนอกถึง 4 ช่อง (IN1 – IN4) สามารถเลือกเชื่อมต่อเซนเซอร์ได้ตรงตามการใช้งาน เช่น เซนเซอร์วัดค่าความชื้น เซนเซอร์วัดค่าความสั่นสะเทือน เซนเซอร์วัดค่าความหนาแน่นของฝุ่น โดยค่าที่วัดได้จากเซนเซอร์เหล่านี้จะถูกแปลงเป็นค่าดิจิทัลที่คอมพิวเตอร์อ่านออกและส่งต่อให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) คุณสมบัติในการส่งกระแสไฟฟ้า 5 โวลต์ให้ช่อง USB เพื่อให้อุปกรณ์ไฟฟ้าทำงานได้ พร้อมรองรับการส่งสัญญาณดิจิทัลทางช่อง Output เพื่อสั่งบอร์ดอื่นให้ทำงานต่อได้อีกด้วย

ส่วนประกอบของบอร์ดรุ่น 1.3

บอร์ด KidBright เวอร์ชั่น 1.5

ความแตกต่างระหว่างบอร์ดรุ่น 1.3 และ 1.5
1.เพิ่มช่องเชื่อมต่อแบบ JST แบบ 3 พิน ระยะห่าง 2 มม. จํานวน 6 ช่องเชื่อมต่อกับช่อง เชื่อมต่อแบบปลั๊กกล้วยเดิม ทั้งนี้ช่อง O1 และ O2 ไม่ได้เชื ่อมต่อวงจรในรูปแบบ Open Drain เหมือนกับช่องเชื่อมต่อ OUT1 และ OUT2 และตัดช่องเชื่อมต่อไฟ 5V แบบปลั๊กกล้วยออกและเปลี่ยนเป็นช่องเชื่อมต่อไฟ 3.3V
2. เพิ่มช่องเชื่อมต่อ Servo โดยใช้หัวเชื่อมต่อ 3 พินระยะห่าง 2.54 มม. แบบมาตรฐานพร้อม ช่องต่อไฟเลี้ยงเซอร์โวภายนอก ทําให้สามารถเชื่อมต่อกับเซอร์โวมอเตอร์ได้สะดวกยิ่งขึ้น
3. ปรับตําแหน่งของจุดต่อพอร์ตแบบบัดกรีระยะห่าง 2.54 มม. เพื่อให้ง่ายต่อการใช้งาน

KidBright เป็นบอร์ดสมองกลฝังตัว (Embedded board) สามารถใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุมที่ประกอบไปด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ (Microcontroller) จอแสดงผล นาฬิกา ลำโพง และเซนเซอร์ต่าง ๆ โดยบอร์ด KidBright จะทำงานตามคำสั่งที่ผู้ใช้สร้างขึ้นผ่านโปรแกรมสร้างชุดคำสั่งแบบบล็อก (Block-based programming)ในการทำงานที่ต้องมีการตัดสินใจ จะสามารถเลือกได้ว่าจะท ำหรือไม่ท ำ ตามคำสั่งขึ้นอยู่กับเงื่อนไขที่กำหนดขึ้น ในโปรแกรม KidBright IDE มีบล็อกคำสั่ง if ใช้ตรวจสอบเงื่อนไข ถ้าเงื่อนไขหลัง if เป็นจริง จะทำคำสั่งภายในบล็อก if คำสั่ง if-else ใช้ตรวจสอบเงื่อนไข ถ้าเงื่อนไขหลัง if เป็นจริง จะทำคำสั่งภายในบล็อก if แต่ถ้าเงื่อนไขเป็นเท็จ จะทำคำสั่งภายในบล็อก else สำหรับเงื่อนไขที่ใช้ในการตรวจสอบจะใช้ตัวดำเนินการเปรียบเทียบ เช่น >, <, =

การเขียนโปรแกรมเพื่อให้บอร์ด KidBright ทำงาน สามารถทำได้ด้วยโปรแกรม Kidbright IDE ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ถูกพัฒนาขึ้นมา เพื่อให้ผู้เรียนสามารถเขียนโปรแกรม ได้ง่ายมากขึ้น ด้วยวิธีการชุดคำสั่งแบบ block-structured programming ซึ่งเป็นการเขียนโปรแกรมโดยการลากรูปกล่องคำสั่งพื้นฐาน มาวางต่อกัน (Drag and Drop) เพื่อทำการเชื่อมโยงคำสั่ง เหล่านั้นขึ้นมาเป็นโปรแกรม จากนั้น Kidbright IDE จะทำการแปลง (compile) โปรแกรม และส่งโปรแกรมดังกล่าวไปยัง บอร์ดKidbright เพื่อให้มันทำงานตามชุดคำสั่งที่เราได้ออกแบบไว้

Block programming (การเขียนโปรแกรมโปรแกรมที่ใช้บล็อก) เป็นแนวคิดในการเขียนโปรแกรมที่ใช้บล็อกคำสั่ง (Blocks) เป็นองค์ประกอบหลักในการสร้างโครงสร้างและประมวลผลของโปรแกรมภาษาคอมพิวเตอร์ แทนที่จะเขียนโค้ดในรูปแบบของข้อความหรือภาษาตามรูปแบบโปรแกรมเขียนโค้ดที่ซับซ้อน เช่น Java, C++, Python เป็นต้น

ตัวอย่างการใช้งาน ฺ Block programming

ในปัจจุบันทางศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ ผู้ที่คิดค้นวิจัยบอร์ด KidBright ได้มีการพัฒนาโปรแกรมชุดคำสั่งที่ใช้ในการเขียนคำสั่งในรูปแบบออฟไลน์ และออนไลน์

KidBright IDE คือโปรเกรมที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ สําหรับการใช้สร้างชุดคําสั่ง ให้กับ บอร์ด KidBright ในรูปแบบของ block-structured programming ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ถูกพัฒนา โดยศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ (NECTEC) เป็นการเขียนโปรแกรมโดย การลากกล่องคําสั่งพื้นฐานมาวางต่อกันเพื่อทําการเชื่อมโยงเป็นชุดคําสั่งหรือโปรแกรม จากนั้น โปรแกรมจะทําการแปลงภาษาที่เรียกว่าการ compile ให้อยู่ในรูปแบบของภาษาเครื่อง เพื่อทําให้ ไมโครโพรเซสเซอร์ESP32 บนบอร์ด KidBright สามารถทํางานได้ตามชุดคําสั่ง การเขียนชุดคําสั่งในโปรแกรม KidBright จะเป็นการเขียนโปรแกรมที่ถูกออกแบบมาให้ เข้าใจง่าย ไม่จําเป็นต้องเรียนรู้ภาษาเฉพาะทาง คําสั่งต่าง ๆ อยู่ในรูปแบบของกล่องข้อความ ซึ่งใช้ ภาษาที่สามารถเข้าใจได้ง่ายไม่ซับซ้อน จึงไม่ทําให้เป็นอุปสรรคต่อการเรียนรู้และเหมาะสําหรับการ เรียนรู้ของผู้เริ่มต้น หรือผู้ที่ไม่มีพื้นฐานการเขียนโปรแกรมมาก่อน

ดาวน์โหลดโปรแกรม KidBright IDE สำหรับเวอร์ชั่นออฟไลน์ (ติดตั้งเครื่องคอมพิวเตอร์