輔助教學用Scratch程式控制亮彩燈 Light Circle

想用自己想法設計一個亮彩LED燈，較符合在國小Scratch和國高中Python程式設計課程中，讓課程更豐富的外部器材。從小就很喜歡會閃閃發亮LED燈，在光華商場逛街到從一開始的紅色LED，後來的綠色/黃色LED，藍光LED燈，現在的RGB燈泡都很漂亮，封裝尺寸也很小巧。

​先看看我們可以做出什麼樣有趣的課程吧! 參考youtube上的影片，

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如果我們讓孩子做交通號誌基本的紅綠燈這一定是沒有問題的，或是可以做一個路口兩個車向的兩種燈號(雙向就難多了)；日常生活家電用品紅黃綠三種警示燈號，比如像是手機電量燈，充好電時就是綠色，低電量時就黃色，沒電時就紅燈，充電時可以用閃燈的動態模式。這些模式都可以讓學生多觀察現有的影片再分解問題後實做!
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結合ScratchX遊戲設計教學，將主角的的生命值改成用燈號代表是綠色就代表選樣很多色蛋糕緊張紅色呢離開就已經GG陣亡了。可以讓學生設計屬於單車的警示後燈，向右轉的時候就打黃色右轉方向燈，向左轉時就閃黃色左轉燈，紅燈表示，白燈呢就是一般警示的照明，這燈做好後可能也可以申型專利中的新型呢!

可以嘗試做出小時候的吃角子老虎，如果按下空白鍵時所有的燈都同一個顏色，就開出了大獎。用這個器材可以介紹光的組成，除了基本的RGB三色，也可以讓學生調出R+G或G+B，和調色盤中的所有顏色。看看一個亮彩燈就可以有無數創意的點子，當學生看到運用程式指令可以透過外部的燈光做出互動，整個學習的動機就提高了許多。

創作的過程分為機構、硬體和軟體。外殼是用OpenScad寫程式設計的，再和教室的3D印表機印出來，外殼設定方式大夜燈和小夜燈兩種，大夜燈實際在房間內使用，小燈就可以上課時使用，小體積其實有非常好收納和管理上的優勢。3D設計課程可以讓學生為這一個燈設計屬於自己的外殼，該晚上照亮房間的時候有自己的設計，應該會有滿滿的成就感。

硬體方面採用的是Arduino Maker世界裡面最常用PCB設計軟體設計電路圖，雖然自己不是硬體工程師，但是大的電子電路及實習課，藉由這機會可以好好的複習，嘗試的過程仍然是很有樂趣。核心的CPU用的是Arduino Nano Atmega328p-au，燈用的是WS2812b，加上USB1.1介面讓電腦認為他是一個USB HID的裝置，在可以Scratch和Python中被認得。

軟體的部分採用Arduino IDE C/C++寫一個可以和Scratch板子溝通的VUSB裝置，軔體程式還蠻有難度，調整了好些功夫才穩定，寫出對映ScratchX的擴充用js程式，ScratchX上也可以直接使用SBX程式來控制彩燈。

未來與希望這套器材可以豐富我們Scratch程式設計的教學，讓學生學習程式設計時不只有電腦畫面，也可以有更具象事物讓孩子來表達想法和創意的部份，培養好的程式設計觀念並養成動手做的好習慣。

如有學校單位想要購買，先定10片為一個單位來銷售(訂價還未知)，包含組立好的彩燈和USB的傳輸線，不過目前還沒有貨可以提供，現在都是手工的製作，未來考量進工廠用小批量的方式來製作。