介紹樂高盒組51515機器人發明家的SCRATCH程式編寫
知名的樂高公司在2020年底推出了心風暴系列新一代積木盒組：編號51515的機器人發明家Robot Inventor。稱為喔咿喔咿喔的樂高積木機器人可以做為玩具，更可以做為編寫程式的教具。本書介紹盒組51515內含的控制頭磚、感測器輸入裝置與馬達輸出裝置。除了個人電腦以外，還可以利用平板電腦、手機、甚至是遊戲手把透過藍芽來遙控機器人的作動。與前一代EV3機器人的專用程式不同，可以使用小學電腦課程使用的SCRATCH程式進行控制。
具体描述
知名的樂高公司在2020年底推出了心風暴系列新一代積木盒組：編號51515的機器人發明家Robot Inventor。稱為喔咿喔咿喔的樂高積木機器人可以做為玩具，更可以做為編寫程式的教具。本書介紹盒組51515內含的控制頭磚、感測器輸入裝置與馬達輸出裝置。除了個人電腦以外，還可以利用平板電腦、手機、甚至是遊戲手把透過藍芽來遙控機器人的作動。與前一代EV3機器人的專用程式不同，可以使用小學電腦課程使用的SCRATCH程式進行控制。
著者信息
作者簡介
謝金興
1. 大同大學資訊科學碩士，翻譯過數本關於Java/Oracle的程式書籍，包含Java How to Program 2000年版。
2. 十多件美、中、台發明專利的發明人，經手處理上千件各國發明專利案。
3. 曾任職於法商Alcatel Taiwan、威盛與揚智的法務專利部門，開發智羽織專利商標管理軟體，以及擔任大學業界專家教師。
黃立玫
1. 成功大學電機系學士。
2. 曾任職於美商Lucent、亞太電信、訊崴技術的技術經理，協助開發智羽織專利商標管理軟體。
3. 創辦「電積系」樂高積木專門店。
謝金興
1. 大同大學資訊科學碩士，翻譯過數本關於Java/Oracle的程式書籍，包含Java How to Program 2000年版。
2. 十多件美、中、台發明專利的發明人，經手處理上千件各國發明專利案。
3. 曾任職於法商Alcatel Taiwan、威盛與揚智的法務專利部門，開發智羽織專利商標管理軟體，以及擔任大學業界專家教師。
黃立玫
1. 成功大學電機系學士。
2. 曾任職於美商Lucent、亞太電信、訊崴技術的技術經理，協助開發智羽織專利商標管理軟體。
3. 創辦「電積系」樂高積木專門店。
图书目录
序 從平面、立體到生活，創意無所不在
第一篇 基礎知識篇
1. Mindstorms 心風暴系列
機器人控制探索者
次世代NXT頭磚
演化第三代EV3
2. 史派克與機器人發明家
官方網站下載文件與程式
開箱
歡迎機器人發明家
軟韌體更新與校正馬達
五祖機器人
3. SPIKE程式架構
4. Robot Inventor應用程式
專案
畫面簡介
指令分類區與選項區
擴充指令區
指令選項區
程式顯示區 程式顯示操控區
主機執行區 主機連線區
頭磚的三軸滾轉與移動
變數視窗區
遙控器視窗
設定選項
第二篇 頭磚輸出篇
5. Hello World
開啟Robot Inventor應用程式
另存新檔 & 關閉專案 & 開啟舊檔
Hello World程式
6. 燈光秀
開啟新的FiveByFive專案
停留數秒的笑臉
調整燈光區亮度
自製燈光區圖形
無限輪迴的動畫播放
動畫編輯器
動畫資料庫
利用程式控制每一個燈
中央鈕燈光
7. 蜜蜂嗡嗡嗡
開啟新的Buzzer專案
持續數秒的蜂鳴聲
在鋼琴上跳舞的蜜蜂
根據清單內容來跳舞的蜜蜂
8. 開啟新的Sounds專案
不只嗡嗡嗡 頭磚也能發出音響
同時讓電腦與頭磚發聲
聲音資料庫 錄音機
聲音編輯器
控制音量
控制音高與左右聲道
第三篇 感應器篇
9. 事件驅動的世界
輪詢典範
事件驅動與處理典範
10. 當個鍵盤俠
向左走或向右走
採用輪詢典範的向左走向右走程式
上上下下左左右右
11. 有感覺的磚頭
敲擊樂器
輪詢典範的敲擊樂器
頭磚的哪一面朝上？
永遠向上 永遠朝前
萬用的帽型區塊
程式控制轉向
12. 內建的沙漏
重置計時器
無名計時器
冠名計時器的特點
13. 不是色盲的機器人
顏色與數值
中央鈕燈光顏色與感應器顏色
適當的反射率有助於正確判斷顏色
複雜的邏輯條件運算區塊
14. 眼神的距離 倒車雷達
擠眉弄眼
15. 遙控器
觸控螢幕遙控器
DualShock®4 控制器
第四篇 馬達制動篇
16. 噠噠的馬蹄聲
啟閉馬達 圈、度、秒
馬達的絕對位置
指針永遠朝前
17. 馬達的轉動速度
制動馬達停止的選項
實驗數據分析
馬達會失速？
相對位置
18. 同軸心的併排雙馬達車
四軸車的拚砌
設定輪胎的周長
遙控四輪車的前進與後退
遙控左轉與右轉
防撞警示燈
原地旋轉
另類的原地旋轉
更精確地控制移動
結語透過學習 人人可擁有自己理想中的機器人
第一篇 基礎知識篇
1. Mindstorms 心風暴系列
機器人控制探索者
次世代NXT頭磚
演化第三代EV3
2. 史派克與機器人發明家
官方網站下載文件與程式
開箱
歡迎機器人發明家
軟韌體更新與校正馬達
五祖機器人
3. SPIKE程式架構
4. Robot Inventor應用程式
專案
畫面簡介
指令分類區與選項區
擴充指令區
指令選項區
程式顯示區 程式顯示操控區
主機執行區 主機連線區
頭磚的三軸滾轉與移動
變數視窗區
遙控器視窗
設定選項
第二篇 頭磚輸出篇
5. Hello World
開啟Robot Inventor應用程式
另存新檔 & 關閉專案 & 開啟舊檔
Hello World程式
6. 燈光秀
開啟新的FiveByFive專案
停留數秒的笑臉
調整燈光區亮度
自製燈光區圖形
無限輪迴的動畫播放
動畫編輯器
動畫資料庫
利用程式控制每一個燈
中央鈕燈光
7. 蜜蜂嗡嗡嗡
開啟新的Buzzer專案
持續數秒的蜂鳴聲
在鋼琴上跳舞的蜜蜂
根據清單內容來跳舞的蜜蜂
8. 開啟新的Sounds專案
不只嗡嗡嗡 頭磚也能發出音響
同時讓電腦與頭磚發聲
聲音資料庫 錄音機
聲音編輯器
控制音量
控制音高與左右聲道
第三篇 感應器篇
9. 事件驅動的世界
輪詢典範
事件驅動與處理典範
10. 當個鍵盤俠
向左走或向右走
採用輪詢典範的向左走向右走程式
上上下下左左右右
11. 有感覺的磚頭
敲擊樂器
輪詢典範的敲擊樂器
頭磚的哪一面朝上？
永遠向上 永遠朝前
萬用的帽型區塊
程式控制轉向
12. 內建的沙漏
重置計時器
無名計時器
冠名計時器的特點
13. 不是色盲的機器人
顏色與數值
中央鈕燈光顏色與感應器顏色
適當的反射率有助於正確判斷顏色
複雜的邏輯條件運算區塊
14. 眼神的距離 倒車雷達
擠眉弄眼
15. 遙控器
觸控螢幕遙控器
DualShock®4 控制器
第四篇 馬達制動篇
16. 噠噠的馬蹄聲
啟閉馬達 圈、度、秒
馬達的絕對位置
指針永遠朝前
17. 馬達的轉動速度
制動馬達停止的選項
實驗數據分析
馬達會失速？
相對位置
18. 同軸心的併排雙馬達車
四軸車的拚砌
設定輪胎的周長
遙控四輪車的前進與後退
遙控左轉與右轉
防撞警示燈
原地旋轉
另類的原地旋轉
更精確地控制移動
結語透過學習 人人可擁有自己理想中的機器人
图书序言
作者序
從平面、立體到生活，創意無所不在
樂高積木是很多大朋友小朋友的童年玩伴。它的設計歷久彌新，接合部位的製造公差小，可以拼拆多次都不鬆垮。式樣甚多，既有現實物品的模型，也能滿足電影迷的幻想。
對於小朋友來說，拼拆從滿足手眼協調開始。在練習看懂說明書的同時，學習了空間與組合的概念。接著是學著欣賞顏色與美感，最後，如同樂高看電影內提到的，讓小朋友們能夠自由創作，用樂高造世界。從具象到抽象之間，樂高積木陪伴著眼界的開闊與心智的成長。
從玩具到教具，也是許多家長們對於樂高積木的期許。有越來越多的先進國家發現，想要應付未來的挑戰，應該讓小朋友們學習如何控制機器。因此，國中小的電腦教育當中有了簡單的程式課程，作為現代科學、技術、工程、藝術、數學(STEAM)，科技工藝數教育的一環。
順應這個時勢，樂高在2020年推出了編號是「喔咿喔咿喔」51515的機器人發明家ROBOT INVENTOR。原本小朋友在電腦課當中，只能控制螢幕上的小貓。然而，透過自由拼砌的可程式化積木，小朋友發現能夠作出各式各樣聽話的機器人。
從平面到立體，從課堂到生活。小朋友們自然能夠類推地想到到生活上遇到的各式電子控制機器，例如自動販賣機、停車場繳費機、電梯等，都是自動控制的產物。有興趣的小朋友，可以藉由家長進一步的帶領，走向更高深的境界。
始於科技工藝數教育，讓孩子們能有自信對宇宙進行無止盡的探索，這正是「電積系」的初衷。百年樹人，厚積而薄發，願此書能成為積澱的一小部分。
從平面、立體到生活，創意無所不在
樂高積木是很多大朋友小朋友的童年玩伴。它的設計歷久彌新，接合部位的製造公差小，可以拼拆多次都不鬆垮。式樣甚多，既有現實物品的模型，也能滿足電影迷的幻想。
對於小朋友來說，拼拆從滿足手眼協調開始。在練習看懂說明書的同時，學習了空間與組合的概念。接著是學著欣賞顏色與美感，最後，如同樂高看電影內提到的，讓小朋友們能夠自由創作，用樂高造世界。從具象到抽象之間，樂高積木陪伴著眼界的開闊與心智的成長。
從玩具到教具，也是許多家長們對於樂高積木的期許。有越來越多的先進國家發現，想要應付未來的挑戰，應該讓小朋友們學習如何控制機器。因此，國中小的電腦教育當中有了簡單的程式課程，作為現代科學、技術、工程、藝術、數學(STEAM)，科技工藝數教育的一環。
順應這個時勢，樂高在2020年推出了編號是「喔咿喔咿喔」51515的機器人發明家ROBOT INVENTOR。原本小朋友在電腦課當中，只能控制螢幕上的小貓。然而，透過自由拼砌的可程式化積木，小朋友發現能夠作出各式各樣聽話的機器人。
從平面到立體，從課堂到生活。小朋友們自然能夠類推地想到到生活上遇到的各式電子控制機器，例如自動販賣機、停車場繳費機、電梯等，都是自動控制的產物。有興趣的小朋友，可以藉由家長進一步的帶領，走向更高深的境界。
始於科技工藝數教育，讓孩子們能有自信對宇宙進行無止盡的探索，這正是「電積系」的初衷。百年樹人，厚積而薄發，願此書能成為積澱的一小部分。
图书试读
09. 事件驅動的世界
有了感應器之後，接著可以有兩種程式的典範(paradigm)來編寫感應器的回應程式。第一種典範是輪詢(polling)，第二種典範是事件驅動與處理(event driven and handling)。
輪詢典範
輪詢典範是程式定時地主動去詢問感應器，當判斷感應值是需要處理的情況時，則執行回應程式。在執行回應程式的時候，主程式可以繼續輪詢其他感應器，以及執行其他回應程式。
主程式通常是一個無窮迴圈，在迴圈當中輪流詢問各個感應器。主程式可以自主地控制是否詢問感應器，也能控制詢問感應器的時機、次數或頻率。
如果是沒經驗的程式設計師，主程式的無窮迴圈若出了意外，那麼主程式就會當機。由於這種情況出現得太多次，造成程式設計的許多障礙，所以Scratch或樂高應用程式允許使用另外一種程式典範：事件驅動與處理典範。
事件驅動與處理典範
在這個典範當中，系統把剛才提到的主程式的無窮迴圈給隱藏起來了，所以我們在圖上把系統畫成是一個黑箱。系統要如何詢問感應器，詢問感應器的時機、次數或頻率等，全都是黑箱作業，程式設計師一概不知。
程式設計師只要知道兩件事情，第一件事情是註冊事件(event registration)，也就是透過帽型區塊來註冊他所關心的事件類型。接著第二件事情是，當這個事件類型發生之後，程式就會接著執行處理程式。這個事件處理程式，通常被稱為event handler。
由於程式設計師專心地寫各式各樣的事件處理程式，不太需要管黑箱裡發生的事件，所以事件驅動與處理典範很容易地被「高階」(high level)程式設計師所接受，因為他們不需要精確地控制到「低階」的細節。
EV3的程式設計主要採用的是輪詢典範，喔咿喔咿喔的Scratch程式主要採用的是事件驅動與處理典範。這也是為什麼喔咿喔咿喔的Scratch程式比EV3的程式容易寫得多。
有了感應器之後，接著可以有兩種程式的典範(paradigm)來編寫感應器的回應程式。第一種典範是輪詢(polling)，第二種典範是事件驅動與處理(event driven and handling)。
輪詢典範
輪詢典範是程式定時地主動去詢問感應器，當判斷感應值是需要處理的情況時，則執行回應程式。在執行回應程式的時候，主程式可以繼續輪詢其他感應器，以及執行其他回應程式。
主程式通常是一個無窮迴圈，在迴圈當中輪流詢問各個感應器。主程式可以自主地控制是否詢問感應器，也能控制詢問感應器的時機、次數或頻率。
如果是沒經驗的程式設計師，主程式的無窮迴圈若出了意外，那麼主程式就會當機。由於這種情況出現得太多次，造成程式設計的許多障礙，所以Scratch或樂高應用程式允許使用另外一種程式典範：事件驅動與處理典範。
事件驅動與處理典範
在這個典範當中，系統把剛才提到的主程式的無窮迴圈給隱藏起來了，所以我們在圖上把系統畫成是一個黑箱。系統要如何詢問感應器，詢問感應器的時機、次數或頻率等，全都是黑箱作業，程式設計師一概不知。
程式設計師只要知道兩件事情，第一件事情是註冊事件(event registration)，也就是透過帽型區塊來註冊他所關心的事件類型。接著第二件事情是，當這個事件類型發生之後，程式就會接著執行處理程式。這個事件處理程式，通常被稱為event handler。
由於程式設計師專心地寫各式各樣的事件處理程式，不太需要管黑箱裡發生的事件，所以事件驅動與處理典範很容易地被「高階」(high level)程式設計師所接受，因為他們不需要精確地控制到「低階」的細節。
EV3的程式設計主要採用的是輪詢典範，喔咿喔咿喔的Scratch程式主要採用的是事件驅動與處理典範。這也是為什麼喔咿喔咿喔的Scratch程式比EV3的程式容易寫得多。
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